# 20182304 实验八 《数据结构与面向对象程序设计》实验报告

20182304 实验八 《数据结构与面向对象程序设计》实验报告

课程：《程序设计与数据结构》
班级： 1823
姓名： 张子正
学号：20182304
实验教师：王志强
实验日期：2019年11月11日
必修/选修： 必修

1.实验内容

• 参考教材PP16.1,完成链树LinkedBinaryTree的实现（getRight,contains,toString,preorder,postorder）
  用JUnit或自己编写驱动类对自己实现的LinkedBinaryTree进行测试，提交测试代码运行截图，要全屏，包含自己的学号信息
  课下把代码推送到代码托管平台
• 基于LinkedBinaryTree，实现基于（中序，先序）序列构造唯一一棵二㕚树的功能，比如给出中序HDIBEMJNAFCKGL和后序ABDHIEJMNCFGKL,构造出附图中的树
  用JUnit或自己编写驱动类对自己实现的功能进行测试，提交测试代码运行截图，要全屏，包含自己的学号信息
  课下把代码推送到代码托管平台
• 自己设计并实现一颗决策树
  提交测试代码运行截图，要全屏，包含自己的学号信息
  课下把代码推送到代码托管平台
• 输入中缀表达式，使用树将中缀表达式转换为后缀表达式，并输出后缀表达式和计算结果（如果没有用树，正常评分。如果用到了树，即使有小的问题，也酌情给满分）
  提交测试代码运行截图，要全屏，包含自己的学号信息

2. 实验过程及结果

• 1.本来以为简单按照书上代码补全方法就可以了，但是书上代码有很多遗漏的地方，很多类完全没有实现，要求我们自己编写。一些类，比如tostring十分复杂，编程时造成了很大困扰。
  - ArrayIterator没有接触，便换成了ArrayList替代
  

• 2.在实验一的基础上，加入能够从上到下构造二叉树的方法即可解决
  

• 3.决策树的实现是不难的，上交书上例题后，将相应字符串做一个简单的修改就可以了
  

• 4.如果不使用树来做，那么思路是不难的。我也尝试在网上寻找使用树解决的方法，却与我自己的代码结合不起来，频频报错，最终只能放弃
  

3. 实验过程中遇到的问题和解决过程

• 问题1：按照书上的方法补全树，输出树子节点出现了问题
• 问题1解决方案：不能简单地自动生成toString方法，toString方法要考虑多种情况，实现很复杂
  • 原来：
    

@Override
    public String toString() {
        return "LinkedBinaryTree{" +
                "root=" + root +
                '}';
    }

  - 修改后：

public String toString2() {
       UnorderedListADT> nodes =
               new ArrayUnorderedList>();
       UnorderedListADT levelList =
               new ArrayUnorderedList();
       BinaryTreeNode current;
       String result = "";
       int printDepth = this.getHeight();
       int possibleNodes = (int) Math.pow(2, printDepth + 1); // 最多的结点数 + 1
       int countNodes = 0;

       nodes.addToRear(root);
       Integer currentLevel = 0;
       Integer previousLevel = -1;
       levelList.addToRear(currentLevel);

       while (countNodes < possibleNodes) {
           countNodes = countNodes + 1;
           current = nodes.removeFirst();
           currentLevel = levelList.removeFirst();
           if (currentLevel > previousLevel) {
               result = result + "\n\n";
               previousLevel = currentLevel;
               for (int j = 0; j < ((Math.pow(2, (printDepth - currentLevel))) - 1); j++)
                   result = result + " ";
           } else {
               for (int i = 0; i < ((Math.pow(2, (printDepth - currentLevel + 1)) - 1)); i++) {
                   result = result + " ";
               }
           }
           if (current != null) {
               result = result + (current.getElement()).toString();
               nodes.addToRear(current.getLeft());
               levelList.addToRear(currentLevel + 1);
               nodes.addToRear(current.getRight());
               levelList.addToRear(currentLevel + 1);
           } else {
               nodes.addToRear(null);
               levelList.addToRear(currentLevel + 1);
               nodes.addToRear(null);
               levelList.addToRear(currentLevel + 1);
               result = result + " ";
           }

       }

       return result;
   }

• 最后对书上的代码进行了大改，程序才能正常运行。这让我意识到教材中也存在着问题。这是类和代码已经空前复杂，明显可以看出实践难度大大增强了，需要求助同学和网络才能解决问题。

• 问题2：给出遍历后序中序，如何确定一棵树？

• 问题2解决方案：首先找到根节点，通过后序遍历的最后一个数，由这个数将中序遍历分割开来，不断重复找当前这棵树的根节点，递归实现
• 问题3：实验中的Iterator是什么意思？
• 问题三解决方案：通过网络查询
• 迭代器简介（Iterator）

• 迭代器是一种设计模式，它是一个对象，它可以遍历并选择序列中的对象，而开发人员不需要了解该序列的底层结构。迭代器通常被称为“轻量级”对象，因为创建它的代价小。Java中的Iterator功能比较简单，并且只能单向移动：
  　 - 使用方法iterator()要求容器返回一个Iterator。第一次调用Iterator的next()方法时，它返回序列的第一个元素。注意：iterator()方法是java.lang.Iterable接口,被Collection继承。
  　 - 使用next()获得序列中的下一个元素。
  　 - 使用hasNext()检查序列中是否还有元素。
  　 - 使用remove()将迭代器新返回的元素删除。
  　 - Iterator是Java迭代器最简单的实现，为List设计的ListIterator具有更多的功能，它可以从两个方向遍历List，也可以从List中插入和删除元素。
  

其他（感悟、思考等）

• 二叉树的实现对我们的编程能力提出了极大的考验，如果我们单凭自己解决不了问题，就需要学着理解网络上的代码，并试着将它修改成合适的形式，使其能够在我们电脑上运行

  参考资料

• 《Java程序设计与数据结构教程（第二版）》

• 《Java程序设计与数据结构教程（第二版）》学习指导

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