20172315 2018-2019-1 《程序設計與數據結構》實驗二報告

時間 2019-12-08

標籤程序設計與數據結構實驗報告欄目軟件設計简体版

原文原文鏈接

20172315 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：胡智韜
學號：20172315
實驗教師：王志強
實驗日期：2018年11月2日
必修/選修：必修php

1.實驗內容

實驗二-1-實現二叉樹

參考教材p212,完成鏈樹LinkedBinaryTree的實現（getRight,contains,toString,preorder,postorder）html

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java

課下把代碼推送到代碼託管平臺web

實驗二樹-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,構造出附圖中的樹數組

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數據結構

課下把代碼推送到代碼託管平臺
app

實驗二樹-3-決策樹

本身設計並實現一顆決策樹函數

提交測試代碼運行截圖，要全屏，包含本身的學號信息源碼分析

課下把代碼推送到代碼託管平臺post

實驗二樹-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（若是沒有用樹，則爲0分）

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

實驗二樹-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

實驗二樹-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。
（C:\Program Files\Java\jdk-11.0.1\lib\src\java.base\java\util）
課下把代碼推送到代碼託管平臺

2. 實驗過程及結果

實驗（1）

實驗（2）

實驗（3）

實驗（4）

實驗（5）

實驗（6）

hashmap：

Entry是HashMap中的一個靜態內部類。代碼以下

static class Entry<K,V> implements Map.Entry<K,V> {
        final K key;
        V value;
        Entry<K,V> next;//存儲指向下一個Entry的引用，單鏈表結構
        int hash;//對key的hashcode值進行hash運算後獲得的值，存儲在Entry，避免重複計算

        /**
         * Creates new entry.
         */
        Entry(int h, K k, V v, Entry<K,V> n) {
            value = v;
            next = n;
            key = k;
            hash = h;
        }

簡單來講，HashMap由數組+鏈表組成的，數組是HashMap的主體，鏈表則是主要爲了解決哈希衝突而存在的，若是定位到的數組位置不含鏈表（當前entry的next指向null）,那麼對於查找，添加等操做很快，僅需一次尋址便可；若是定位到的數組包含鏈表，對於添加操做，其時間複雜度爲O(n)，首先遍歷鏈表，存在即覆蓋，不然新增；對於查找操做來說，仍需遍歷鏈表，而後經過key對象的equals方法逐一比對查找。因此，性能考慮，HashMap中的鏈表出現越少，性能纔會越好。

public HashMap(int initialCapacity, float loadFactor) {
　　　　　//此處對傳入的初始容量進行校驗，最大不能超過MAXIMUM_CAPACITY = 1<<30(230)
        if (initialCapacity < 0)
            throw new IllegalArgumentException("Illegal initial capacity: " +
                                               initialCapacity);
        if (initialCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)
            initialCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;
        if (loadFactor <= 0 || Float.isNaN(loadFactor))
            throw new IllegalArgumentException("Illegal load factor: " +
                                               loadFactor);

        this.loadFactor = loadFactor;
        threshold = initialCapacity;
　　　　　
        init();//init方法在HashMap中沒有實際實現，不過在其子類如 linkedHashMap中就會有對應實現
    }

從上面這段代碼咱們能夠看出，在常規構造器中，沒有爲數組table分配內存空間（有一個入參爲指定Map的構造器例外），而是在執行put操做的時候才真正構建table數組

treemap：

在詳細介紹TreeMap的代碼以前，咱們先創建一個總體概念。
TreeMap是經過紅黑樹實現的，TreeMap存儲的是key-value鍵值對，TreeMap的排序是基於對key的排序。
TreeMap提供了操做「key」、「key-value」、「value」等方法，也提供了對TreeMap這顆樹進行總體操做的方法，如獲取子樹、反向樹。
1 默認構造函數

public TreeMap() {
    comparator = null;
}

2 帶比較器的構造函數

public TreeMap(Comparator<? super K> comparator) {
    this.comparator = comparator;
}

3 帶Map的構造函數，Map會成爲TreeMap的子集

public TreeMap(Map<? extends K, ? extends V> m) {
    comparator = null;
    putAll(m);
}

該構造函數會調用putAll()將m中的全部元素添加到TreeMap中。putAll()源碼以下：

public void putAll(Map<? extends K, ? extends V> m) {
    for (Map.Entry<? extends K, ? extends V> e : m.entrySet())
        put(e.getKey(), e.getValue());
}

從中，咱們能夠看出putAll()就是將m中的key-value逐個的添加到TreeMap中。
4 帶SortedMap的構造函數，SortedMap會成爲TreeMap的子集

public TreeMap(SortedMap<K, ? extends V> m) {
    comparator = m.comparator();
    try {
        buildFromSorted(m.size(), m.entrySet().iterator(), null, null);
    } catch (java.io.IOException cannotHappen) {
    } catch (ClassNotFoundException cannotHappen) {
    }
}

該構造函數不一樣於上一個構造函數，在上一個構造函數中傳入的參數是Map，Map不是有序的，因此要逐個添加。
而該構造函數的參數是SortedMap是一個有序的Map，咱們經過buildFromSorted()來建立對應的Map。

3. 實驗過程當中遇到的問題和解決過程

問題1：在作實驗4時不知道該如何寫
問題1解決方案：能夠利用二叉樹求得後綴表達式，首先利用中綴表達式構造二叉樹，數字是葉子節點，操做符爲根節點。每次找到「最後計算」的運算符，做爲當前根節點，運算符左側表達式做爲左節點，右側表達式做爲右節點，而後遞歸處理(http://www.xuebuyuan.com/388108.html)。9+（3-1）*3+10/2對應的二叉樹的構造過程以下圖所示：

此二叉樹作後序遍歷就獲得了後綴表達式。