20182311 2019-2020-1 《数据结构与面向对象程序设计》第9周学习总结

正文

20182311 2019-2020-1 《数据结构与面向对象程序设计》第9周学习总结

教材学习内容总结

教材第15章

• 树的概述
  1. 定义：树是一种非线性结果，元素按分层组织。它含有结点和连接结点的边，位于树最高层的是根节点root，结点相对于根节点的位置表示结点的层。树中不含有子节点的结点为叶结点，除叶结点和根结点外的其他结点都是内节点。
  2. 树的阶：结点含有的最大子结点数。
  3. 路径长度：连接两个结点边的数量。高度：从根结点到叶结点的最长路径的长度。
  4. n元树：任一结点的子节点数目不多于n的
  5. 平衡：所有叶结点都位于同一层
  6. 完全：树平衡，且最底层的叶结点都在树的左边
• 树的实现：
  1. 数组实现策略：使用数组实现树，数组下标为n的结点的左子树下标为2n，右子树下标为2n+1。思路简单，访问迅速，但是该数组会为不含数据的树位置分配空间，浪费存储空间。
  2. 模拟连接策略：在数组中存入孩子的数组索引，为了节省空间会增加删除树中元素时，数组元素进行移位的成本。
  3. 链表实现：链表是最常见的造树方法，二叉链表可连接左右节点，三叉链表可指向父节点，多叉链表可以指向更上一级或者siblings
• 树的遍历：递归遍历比非递归遍历更简单，参照一个顺序的遍历可以写出其他顺序的遍历。
  • 前序遍历：先根节点，后左子树，再右子树
  • 中序遍历：先左子树，后根节点，再右子树
  • 后序遍历：先左子树，后右子树，再根节点

• 非递归遍历示例(先序):

public void preorderTraverse(){
      //非递归实现先序遍历
      Node t=root;
      Node top;
          Stack stack=new Stack();
          while(t!=null||!stack.isEmpty()){
              while(t!=null){
                  System.out.print(t.getData()+"\t");
                  stack.push(t);
                  t=t.getLeft();
              }
              top=(Node)stack.peek();
              stack.pop();
              t=top.getRight();
          }
      }

• 递归遍历示例(先序)：

public static void preOrderRe(Node t)
  {//递归实现前序遍历
      System.out.print(t.getData()+"\t");
      Node leftTree = t.getLeft();
      if(leftTree != null){
          preOrderRe(leftTree);
      }
      Node rightTree = t.getRight();
      if(rightTree != null){
          preOrderRe(rightTree);
      }
  }

• 非递归遍历示例（中序）：

public void midorderTraverse(){
      //非递归实现中序遍历
      Node t=root;
      Stack stack=new Stack();
      while(t!=null||!stack.isEmpty()){
          while(t!=null){
              stack.push(t);
              t=t.getLeft();
          }
          t=(Node)stack.peek();
          stack.pop();
          System.out.print(t.getData()+"\t");
          t=t.getRight();
      }
  }

• 递归遍历示例(中序)：

 public static void midOrderRe(Node t)
  {//递归实现中序遍历
      Node leftTree = t.getLeft();
      if(leftTree != null){
          midOrderRe(leftTree);
      }
      System.out.print(t.getData()+"\t");
      Node rightTree = t.getRight();
      if(rightTree != null){
          midOrderRe(rightTree);
      }
  }

• 非递归遍历示例（后序）：

public void lasorderTraverse(){
      //非递归实现后序遍历
      Node t=root;
      Node top,last=null;
      Stack stack=new Stack();
      while(t!=null||!stack.isEmpty()){
          while(t!=null){
              stack.push(t);
              t=t.getLeft();
          }
          top=(Node)stack.peek();
          if(top.getRight()==null||top.getRight()==last){
              stack.pop();
              System.out.print(top.getData()+"\t");
              last=top;
          }
          else{
              t=top.getRight();
          }
      }
  }

• 递归遍历示例(后序)：

public static void lasOrderRe(Node t)
  {//递归实现后序遍历
      Node leftTree = t.getLeft();
      if(leftTree != null){
          lasOrderRe(leftTree);
      }
      Node rightTree = t.getRight();
      if(rightTree != null){
          lasOrderRe(rightTree);
      }
      System.out.print(t.getData()+"\t");
  }

• 层序遍历：

public void seqTraverse(Node t){
      //利用队列先进先出实现层级遍历
      Queue queue=new LinkedList();
      queue.add(t);
      while(!queue.isEmpty()){
          Node q=queue.peek();
          queue.remove();
          if(q.getLeft()!=null){
              queue.add(q.getLeft());
          }
          if(q.getRight()!=null){
              queue.add(q.getRight());
          }
          System.out.print(q.getData()+"\t");
      }
  }

• 决策树：基于链树实现，将决策信息填入结点中，定义一个访问方法，设置判定条件为输入n即访问左子树，输入y即访问右子树。

教材第16章

• 二叉查找树的概述：
  • 定义：二叉查找树在二叉树的基础上规定了，左孩子小于父节点，父节点又小于等于右孩子。
  • 具体过程：

• 一些方法：addElement、removeElement（不能简单的删除节点的相关引用指针，而是要寻找替代点），replacement（寻找替代点的方法，若结点没有孩子，返回空；若结点只有一个孩子，返回这个孩子；若结点有两个孩子，返回他的后继/前继结点），后继就是按顺序排列后他的后面一位，前继就是按顺序排列后他的前面一位。这两个结点一定没有孩子，否则就不是前继/后继结点（分别位于左子树的最右边和右子树的最左边）
• 一些异常：树中元素不是Comparable，addElemnt会抛出NoComparableElementException异常。

教材学习中的问题和解决过程

• 问题1：怎样实现从子结点返回到根结点？或者说建立虚空结点树的时候，遇到#返回null以后怎么回到根节点重新赋值？
• 问题1解决方案：尝试了两种方法，一种是建立三叉链表，能实现就是有点麻烦。递归的思想其实就包括返回上一级，所以直接使用递归就能实现。

代码调试中的问题和解决过程

• 问题1：返回空指针异常和0>1错误

• 问题1解决方案：习惯规定search方法未找到元素返回-1，造成copyOf里面会出现（0，1）的情况。把未找到元素的返回值设置为1即可。

代码托管

上周错题总结

• One of the uses of trees is to provide simpler implementations of other collections.
  A .True
  B .Flase
  
• 正确答案： B 我的答案： A
• To maintain the completeness of the tree, there is only one valid element to replace the root, and that is the element stored in the first leaf in the tree.
  A .True
  B .Flase
  
• 正确答案： B 我的答案： A 。
• 用最后一个叶子节点替代。
• The removeMin operation for both the linked and array implementations is O(log n).
  A.True
  B .Flase
  
• 正确答案： A 我的答案： B。
• 链表实现的需要遍历到最小值移除，数组实现的应该要考虑删除最小值后的移位。
  
• In a linked implementation of a stack, a pushed element should be added to the end of the list.
  A .true
  B .false
• 正确答案：B 我的答案：A。

• 在堆栈的链接实现中，应该在列表的前面添加一个push元素。如果元素被添加到列表的末尾，那么pop操作将需要线性时间，因为我们需要遍历整个元素以获得指向列表中最后一个元素的指针。链接实现和数组实现有一定区别。

  结对及互评

点评过的同学博客和代码

• 本周结对学习情况
  • 20182303

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	246/246	2/2	30/30	初步掌握linux命令、java小程序和jdb调试
第二周	73/319	3/3	30/60
第三周	906/1225	3/6	20/80
第四周	748/1973	2/8	20/100
第五周	849/2822	2/10	20/120
第六周	962/ 3784	2/12	30/150
第七周	1883/5668	3/15	50/200
第八周	579/6247	1/16	30/230
第九周	1195/7442	3/19	30/260