陆彦杰
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20182307 2019-2020-1 《数据结构与面向对象程序设计》第八周学习总结

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  • 20182307 2019-2020-1 《数据结构与面向对象程序设计》第八周学习总结
    • 教材学习内容总结
      • 学习笔记：
    • 教材学习中的问题和解决过程
    • 代码调试中的问题和解决过程
    • 代码托管
    • 上周考试错题总结
    • 学习进度条
      • 点评过的同学博客和代码

20182307 2019-2020-1 《数据结构与面向对象程序设计》第八周学习总结

教材学习内容总结

第13章 查找与排序 主要介绍了查找和排序的概念，通过举出不同的例子来具体说明。查找部分以线性查找和二分查找为例，比较了二者的优劣与各自特性；排序部分以选择排序、插入排序、冒泡排序、快速排序、归并排序为例，详细介绍了每一种排序方法的思想与运作机制，比较了各算法之间的时间复杂度。

学习笔记：

  • 查找
    • 查找是指在一组数据项中找到指定的目标元素
    • 线性查找
      • 扫描整个表，依次将每个值与目标元素进行比较，退出情况为找到目标或扫描至表尾。
      • 20182307 2019-2020-1 《数据结构与面向对象程序设计》第八周学习总结_第1张图片
    • 二分查找
      • 首先，二分查找可应用的数据项必须是有序的
      • 每次查找从中间开始，每次与所选值进行比较后可以减少查找池中一半的元素。
      • 20182307 2019-2020-1 《数据结构与面向对象程序设计》第八周学习总结_第2张图片
    • 比较分析：一般情况下，二分查找比线性查找更有效，但二分查找只可应用于有序的表。
  • 排序
    • 排序是按某种标准将一列数据项按确定的次序重排的过程
    • 选择排序
      • 扫描整个表，分别将每个值放到排好序的最终位置，从而完成一组值的排序
      • 循环中的判断语句条件的更改，可决定排序的形式：升序或降序
    • 插入排序
      • 重复地将一个具体的值插入到表中已有序的子序列中
    • 冒泡排序
      • 扫描整个表，重复地比较表中的相邻元素，如果呈逆序就交换
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    • 快速排序
      • 先选择表中的一个元素作为划分元素，小于划分元素的所有元素放到划分元素左侧，大于划分元素的所有元素放到它的右侧
      • 当扫描过程在划分点相遇时，划分完成
    • 归并排序
      • 归并排序递归地将表平分为两部分，直到每个子表中只含有一个元素，然后将这些子表归并为有序表，从而完成排序
    • 比较分析：选择排序、插入排序、冒泡排序都有着相近的效率，时间复杂度皆为O(n^2)，但是插入排序的最优情形依赖于初始数据的情况，可以为O(n)。

教材学习中的问题和解决过程

  • 问题1：快速排序的稳定性？
    • 个人理解：算法的稳定性，主要考虑的是元素在排序之后次序是否发生变化，这种情况一般发生在遇到相同元素时。例如数列3 3 4 9，标记第一个3为3，如果采用某种排序后3的位置排在了3后，则称这个算法是不稳定的。快速排序时就需要考虑这样的问题，即遇到相同元素时是否需要进行交换，交换就可能导致不稳定，因为次序改变了，所以快速排序并不是一个稳定的算法。
  • 问题2：如何更好的理解快速排序的过程？
    • 网上资料：快速排序|菜鸟教程
    • 个人理解：一个方便简洁的理解方式是“挖坑填坑”思想。比如取表中第一项为划分元素，就认为取出后第一位的位置空缺了，需要别的元素进行填补。因为遵从从小到大的排序方式，从表尾往前扫描，第一个比划分元素小的填入空缺，此时又可以认为该元素的位置空缺了，需要填补，以此类推，直到最后一个元素填入了合适的位置，再将最开始时取出的首位元素即划分元素填入。
    • 20182307 2019-2020-1 《数据结构与面向对象程序设计》第八周学习总结_第4张图片
  • 问题3：递归实现二分查找时怎么确定基本情形？
    • 书本内容：二分查找每次比较都将可行候选者的范围缩小一半，直到最后找到目标元素。
    • 个人理解：二分查找的基本思路是先从一个有序表的中间开始，如果目标大于此中间数，就从表中后一半的数据中开始查找，以此类推。所以若要让递归的二分查找成功运行到基本情形，中间数的记录是至关重要的。如果中间数最终与查找范围的最大或最小重合，则达成基本情形，结束递归。
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代码调试中的问题和解决过程

  • 问题1：二分查找时，无法处理查找池中数据项为偶数数量的情况
    • 原因分析：二分查找的特点是从中间开始，但偶数的中间数是两个，所以需要在算法中添加对于中间数的定义，比如向下取整的方式。
    • 解决方案：添加mid = (min+max)以定义中间数
  • 问题2：线性探查法消除冲突情况时，列表中的10和79无法存入
    • 原因分析：消除冲突的循环算法中，j=i+1代码会在i走到过大的值后，导致跳过了可储存的空位。比如空位在第10位，但j过早的加到了11，这样就无法将数存储入空位了
    • 解决方案：让j从较小的、固定的常量2开始循环
  • 问题3：编写二叉排序树代码时遇到了困难
    • 原因分析：由于二叉树的特点是，一个根结点下会有两个分支，所以编程时需要引入双向链表的思想。且结点的插入是分次进行的，递归的思想在程序中也会有所体现。
    • 网上资料：排序算法Java实现（三）：二叉树排序（递归）
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代码托管

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上周考试错题总结

上周无考试

学习进度条

代码行数（新增/累积） 博客量（新增/累积） 学习时间（新增/累积） 重要成长
目标 10000行 30篇 400小时
第一周 209/209 2/2 9/9
第二、三周 290/499 2/4 18/28
第四周 516/1015 2/6 22/50
第五周 2981/3996 2/8 32/82
第六周 1498/5494 2/10 20/102
第七周 1519/7013 2/12 51/153
第八周 1641/8654 2/14 21/174

点评过的同学博客和代码

  • 本周结对学习情况
    • 20182320
  • 结对学习内容
    - 查找算法的学习
    - 排序算法的学习
    - 二分查找的递归实现
    - 算法的最优最坏情形分析
  • 上周博客互评情况
    • 20182320

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