20172316 2018-2019-1 《程序設計與數據結構》實驗二報告

課程：《程序設計與數據結構》
班級： 1723
姓名： 趙乾宸
學號：20172316
實驗教師：王志強
必修/選修：必修

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1.實驗內容

1-實現二叉樹

參考教材p212,完成鏈樹LinkedBinaryTree的實現（getRight,contains,toString,preorder,postorder）
用JUnit或本身編寫驅動類對本身實現的LinkedBinaryTree進行測試，提交測試代碼運行截圖，要全屏，包含本身的學號信息
課下把代碼推送到代碼託管平臺

2-中序先序序列構造二叉樹

基於LinkedBinaryTree，實現基於（中序，先序）序列構造惟一一棵二㕚樹的功能，好比給出中序HDIBEMJNAFCKGL和後序ABDHIEJMNCFGKL,構造出附圖中的樹
用JUnit或本身編寫驅動類對本身實現的功能進行測試，提交測試代碼運行截圖，要全屏，包含本身的學號信息
課下把代碼推送到代碼託管平臺

3-決策樹

本身設計並實現一顆決策樹
提交測試代碼運行截圖，要全屏，包含本身的學號信息
課下把代碼推送到代碼託管平臺

4-表達式樹

輸入中綴表達式，使用樹將中綴表達式轉換爲後綴表達式，並輸出後綴表達式和計算結果
提交測試代碼運行截圖，要全屏，包含本身的學號信息
課下把代碼推送到代碼託管平臺

5-二叉查找樹

完成PP11.3
提交測試代碼運行截圖，要全屏，包含本身的學號信息
課下把代碼推送到代碼託管平臺

6-紅黑樹分析

參考http://www.cnblogs.com/rocedu/p/7483915.html對Java中的紅黑樹（TreeMap，HashMap）進行源碼分析，並在實驗報告中體現分析結果。
課下把代碼推送到代碼託管平臺

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2. 實驗過程及結果

實驗按照1-6順序依次完成。

（1）LinkedBinaryTree的實現。

截圖時未實現toString方法，後來添加了toString ，是以層序遍歷的方式輸出樹。

（2）基於LinkedBinaryTree，實現基於（中序，先序）序列構造惟一一棵二㕚樹的功能

樹的總體畫在圖上，爲肯定構造二叉樹的正確性，輸出了樹的三種遍歷，即最下三條，由上到下分別爲先序、中序、後序

（3）本身設計並實現一顆決策樹。

設計了一個關於「今晚去哪裏學習/休息？」的決策樹，由書中背部疼痛診斷器改造。

（4）輸入中綴表達式，使用樹將中綴表達式轉換爲後綴表達式，並輸出後綴表達式和計算結果

計算結果的樹借用了書中例子，中綴轉後綴比較複雜，也遇到了一些問題，在下方分析。

（5）完成PP11.3

實現removeMax findMin findMax 方法，
findMin方法主要部分截取：

if (root.left == null) {
                result = root.element;
            } else {
                BinaryTreeNode<T> current = root.left;
                while (current.left != null) {
                    current = current.left;
                }
                result = current.element;
            }

實現的原理就是二叉查找樹的左節點 < 父節點 < 右節點，最左的節點則是元素最小的節點，findMax同理。
removeMax則在find的基礎上刪除便可，因爲刪除的是最大節點，徹底不用考慮會刪除掉中間的節點致使樹斷開。

（6）

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3. 實驗過程當中遇到的問題和解決過程

實驗二-4,中綴轉後綴，一開始沒有思路，在網上各處查找相關文章，整理出來大體思路（↓碼中註釋↓），放在才最後解決

public String  toSuffix(String infix) {
        String result = "";
        String[] array = infix.split("\\s+"); // 以String數組存儲中綴表達式的每一個數字、符號
        Stack<LinkedBinaryTree> num = new Stack(); // 數字棧
        Stack<LinkedBinaryTree> op = new Stack(); // 操做符棧

        for (int a = 0; a < array.length; a++) {
            if (array[a].equals("+") || array[a].equals("-") || array[a].equals("*") || array[a].equals("/")) {  // 判斷數組中字符類型（數字or操做符），分別裝入兩個棧中
                if (op.empty()) {
                    op.push(new LinkedBinaryTree<>(array[a]));
                } else {
                    if ((op.peek().root.element).equals("+") || (op.peek().root.element).equals("-") && array[a].equals("*") || array[a].equals("/")) {
                        op.push(new LinkedBinaryTree(array[a]));  // 若是操做符棧中已經有「+、-」操做符然後來的的是「*、/」，壓入op；若不是，進行樹的構建，再壓入op（優先級問題）
                    } else {
                        LinkedBinaryTree right = num.pop();
                        LinkedBinaryTree left = num.pop();
                        LinkedBinaryTree temp = new LinkedBinaryTree(op.pop().root.element, left, right);
                        num.push(temp);                                                                 // 在num中構建好子樹
                        op.push(new LinkedBinaryTree(array[a]));  
                    }
                }
            } else {
                num.push(new LinkedBinaryTree<>(array[a]));
            }
        }
        while (!op.empty()) {
            LinkedBinaryTree right = num.pop();
            LinkedBinaryTree left = num.pop();
            LinkedBinaryTree temp = new LinkedBinaryTree(op.pop().root.element, left, right);
            num.push(temp);
        }

        Iterator itr = num.pop().iteratorPostOrder(); // 之後序遍歷輸出構建好的整棵樹，後綴表達式完成。
        while (itr.hasNext()){
            result += itr.next()+" ";
        }

        return result;
    }

中綴式構建爲表達式樹的流程例子↓

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其餘（感悟、思考等）

參考資料

《Java程序設計與數據結構教程（第二版）》 《Java程序設計與數據結構教程（第二版）》學習指導