《算法》1.1-基础编程模型

1.Java基础结构

①文件名和包含main函数的主类名必须一致
②javac BinarySearch.java 会生成字节码：BinarySearch.class
③java BinarySearch将字节码转换成机器码

2.基本概念

int (32bit)、double(64bit)、boolean、char(16bit)
逻辑运算优先级：！、&&、II其中&&和||有短路的效应。
Java程序：声明、赋值、条件、循环、调用、返回语句。
break：立刻从循环中退出
continue：立刻开始下一轮循环

3.数组

1. 数组：声明、创建、初始化

double[] a; 
a = new double[N];
for (int i = 0; i < N; i++)
  a[i] = 0.0;

2. 起别名

int[] a = new int[N];
...
a[i] = 1234;
...
int[] b = a;
...
b[i] = 5678; // a[i] is now 5678.

此处要特别注意，如果是将数组赋值给其他数组，应该先声明和创建。

4.静态方法

计算素数

public static boolean isPrime(int N)
{
  if (N < 2) return false;
  for (int i = 2; i*i <= N; i++)
  if (N % i == 0) return false;
  return true;
}

计算平方根（牛顿迭代法）

public static double sqrt(double c)
{
    if (c < 0) return Double.NaN;
    double err = 1e-15;
    double t = c;
    while (Math.abs(t - c/t) > err * t)
    t = (c/t + t) / 2.0;
    return t;
}

假设要求2的平方根，估计结果为4，不断逼近的过程：
( 4 + 2/4 ) / 2 = 2.25
( 2.25 + 2/2.25 ) / 2 = 1.56944..
( 1.56944..+ 2/1.56944..) / 2 = 1.42189..
( 1.42189..+ 2/1.42189..) / 2 = 1.41423..
静态方法按值传递
？？？方法的参数是按值传递，方法处理的是参数的值，而非参数本身。

5.递归

①递归:总有一种最简单的情况，并且作为递归调用的第一条语句。The recursion has a base case—we always include a conditional statement as the first statement in the program that has a return。
②递归调用总是尝试解决规模更小的子问题。
③递归调用的父问题和各个子问题间不应该有overlap。
二分查找递归

public static int rank(int key, int[] a)
{ return rank(key, a, 0, a.length - 1); }
public static int rank(int key, int[] a, int lo, int hi)
{   // Index of key in a[], if present, is not smaller than lo
    // and not larger than hi.
    if (lo > hi) return -1;
    int mid = lo + (hi - lo) / 2;
    if (key < a[mid]) return rank(key, a, lo, mid - 1);
    else if (key > a[mid]) return rank(key, a, mid + 1, hi);
    else return mid;
}

API：实现调用和实现的分离。

6.字符串

String 重载了+运算符号"Hi, " + "Bob"="Hi, Bob"

static int parseInt(String s)
static double parseDouble(String s)
static String toString(int i)
static String toString(double x)

7.命令和参数

8.输入和输出

①标准输出

image.png

②标准输入
标准输入流：标准输入流最重要的特点是这些值会在你的程序读取它们之后消失。ctrl-d\ctrl-c\ctrl-z表示输入结束。
③重定向和管道
% java RandomSeq 1000 100.0 200.0 > data.txt这条命令指明标准输出流不是被打印至终端窗口，而是被写入一个叫做data.txt 的文件。每次调用StdOut.print() 或是StdOt.println() 都会向该文件追加一段文本。
% java Average < data.txt 这条命令会从文件data.txt 中读取一系列数值。
% java RandomSeq 1000 100.0 200.0 | java Average这条命令将RandomSeq 的标准输出和Average 的标准输入指定为同一个流。它的效果是好像在Average 运行时RandomSeq 将它生成的数字输入了终端窗口。这种差别影响非常深远，因为它突破了我们能够处理的输入输出流的长度限制。
④基于文件的输入输出