20172328 2018-2019《Java軟件結構與數據結構》第一週學習總結

時間 2019-11-08

標籤 Java軟件結構與數據結構一週 1周學習總結欄目 Java 简体版

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20172328 2018-2019《Java軟件結構與數據結構》第一週學習總結

概述 Generalization

本週學習了軟件質量、數據結構以及算法分析的具體內容，主要依託於所用教材的第一章和第二章。

教材學習內容總結 A summary of textbook

第一章：概述
1.1軟件質量
軟件工程：是一門關於高質量軟件開發的技術和理論的學科。
軟件工程的目標：解決正確性問題、按時且在預算以內給出解決方案、給出高質量的解決方案、以合情合理的方式完成上面事情。
高質量軟件的特徵
html
重要解讀：
有關可靠性：可靠的軟件不多發生故障，即便發生了故障，也能夠將該故障的影響降到最低。java
有關可維護性：軟件系統必須通過細心設計、編碼和文檔說明，以便爲開發人員、維護人員和用戶的工做提供支持。算法
有關可移植性：Java的源代碼被編譯成了字節碼，這是一種低級語言，他不是任何特定CPU的機器語言。字節碼運行在Java虛擬上（JVM）。JVM是一種解釋並執行字節碼的軟件。數組
有關運行效率：軟件必須高效地使用諸如CPU時間和存儲器之類的資源。數據結構
1.2數據結構
數據結構：計算機存儲、組織數據的形式。
程序 = 數據結構 + 算法
軟件 = 程序 + 軟件工程
Java工具包提供了強大的數據結構。常見的數據結構有數組（Array）、棧（Stack）、隊列（Queue）、鏈表（Linked list）、樹（Tree）、哈希表（Hash）、散列表（Hash Table）等。
棧會顛倒數據集的結構，而隊列能夠保持數據集的結構。
可用於給數列集排隊的經常使用數據結構有有序列表、堆和散列表。函數
第二章：算法分析
2.1算法效率分析
算法分析：計算機科學中主要關注軟件算法效率的主題。算法分析是計算機科學的基礎。
2.2增加函數與大O記法
增加函數：表示與該問題大小相對應的時間或者空間的使用，表示問題（n）大小與咱們但願最優化的值之間的關係。該函數表示了該算法的事件複雜度或空間複雜度。
漸進複雜度：稱爲算法的階次。如書中示例，第二個洗盤子的算法具備階次爲n^2的時間複雜度，記爲O（n^2），這種記法稱爲O()或者大O記法。算法的階次是忽略該算法的的增加函數中的常量和其餘次要項，只保留主項而得出的。
一些增加函數及其漸進複雜度[圖片展現]
從而算法的階次爲增加函數提供了一個上界。
2.3增加函數的比較
工具
標註：√10≈3.16227766016837九、³√10≈2.154四、log₂(10)=lg(10)/lg(2)=1/lg(2)=3.321928，從最後一組數據來看，其實問題的關鍵不是提速CPU（由於提速處理器後幫助卻小的可憐），而是要在算法上簡化問題，大大提升程序運行的速度。
增加函數的比較圖
2.4時間複雜度分析
2.4.1循環運行的複雜度分析
要分析某個算法的階次，經常須要去肯定某個特定語句和某個語句集運行的次數。要分析循環運行，首先要肯定該循環體的階次n，而後用該循環運行的次數乘以它。記請住，n是表示問題的大小。
就算循環有時會跳過幾個數，增加函數變了，但常數不影響漸進複雜度，所以階次不變。
2.4.2嵌套循環的複雜度分析
分析嵌套循環時，將內存循環和外層循環都要兼顧到，而且用乘法來計算複雜度。
方法調用的複雜度分析：與循環體的複雜度有關。學習

教材學習中的問題和解決過程 Problem and countermeasure

問題：在作老師課上的考試題時，一直以爲有道題運行次數是n（n-1），故複雜度應該表示爲O（n（n-1）），但當時在書本實例中都沒有看到有這種表示，先作了題，但沒有深刻了解。
解決：其實這個問題是本身沒有認真看書的後果。書本15頁下有這樣一段話：優化

在這種狀況下，內層循環索引被初始化爲外層循環索引的當前值。外層循環運行了n次，內層循環第一次被執行n次，第二次執行n-1次，等等……可是，記住，咱們只對主項感興趣，而忽視其餘常數項或其餘任何次要項。若是複雜度是線性的，則無論通過多少個元素，其階次依舊是O(n)，所以，上面的代碼的複雜度爲O（n^2）。編碼

課後習題做答 Exercise

EX 2.1：下列增加函數的階次是多少？
- a.10n^2+100n+1000
- 解答：階次爲：n^2。
- b.10n^3-7
- 解答：階次爲：n^3
- c.2^n+100n^3
- 解答：階次爲：n^3
- d.n^2 ·log(n)
- 解答：階次：n^2 ·log(n)
EX 2.4：請肯定下面代碼段的增加函數和階次

for(int count = 0 ; count < n ; count++)
    for(int count2 = 0 ; count2 < n ; count2 = count2 + 2)
        {
            System.out.println(count,count2);
        }
}

解答：由內循環須要進行的次數是n/2，外循環須要進行的次數是n，故增加函數爲F(n)=(n^2)/2，階次爲n^2
EX 2.5：請肯定下面代碼段的增加函數和階次

for(int count = 0 ; count < n ; count++)
    for(int count2 = 1 ; count2 < n ; count2 = count2 * 2)
        {
            System.out.println(count,count2);
        }
}