20172302 《Java软件结构与数据结构》实验一：线性结构实验报告

课程：《Java软件结构与数据结构》

班级： 1723

姓名： 侯泽洋

学号：20172302

实验教师：王志强老师

实验日期：2018年9月26日

必修/选修： 必修

实验内容

• （1）链表练习，要求实现下列功能：经过键盘输入一些整数，创建一个链表，这些数是你学号中依次取出的两位数， 再加上今天的时间。打印全部链表元素， 并输出元素的总数。

• （2）链表练习，要求实现下列功能：实现节点插入、删除、输出操做，继续你上一个程序， 扩展它的功能，每作完一个新功能，或者写了超过10行新代码，就签入代码，提交到源代码服务器。

• （3）链表练习，要求实现下列功能：使用插入排序法或者选择排序法根据数值大小对链表进行排序。在排序的每个轮次中， 打印元素的总数，和目前链表的全部元素。

• （4）数组练习，要求实现下列功能：（1）经过键盘输入一些整数，创建一个数组；（2）实现节点插入、删除、输出操做。签入全部代码。

• （5）数组练习，要求实现下列功能：使用插入排序法或者选择排序法根据数值大小对数组进行排序，在排序的每个轮次中， 打印元素的总数，和目前数组的全部元素。

实验过程及结果

(1)实验一

这里是要求咱们创建一个整数的链表，并将它们打印出来，同时要记录元素的总数。
咱们首先创建一个节点类，这是创建链表的一个前提基础，在这个类里要设置好两个变量，一个是指向下一数字的节点next；另外一个就是咱们在链表存储的整数。采用方法重载给出两种构造函数。

public class LinearNode<T> {
    public int number;
    public LinearNode next;

    public LinearNode()
    {
        next = null;
    }
    public LinearNode(int number) {
        this.number = number;
        next = null;
    }
}

接下来即是开始创建链表。

实验结果截图：

(2)实验二

首先咱们要进行从文件中读取数字这一操做，这里首先要建立File对象，采用输出流进行读取，这里是以字符为单位读取文件内容，一次读一个字节，而后将读取出的字符转换为对应数字，并将它们储存在一个int型数组中。

File file = new File("D:\\JAVA程序设计\\Java-pro\\text.txt");
        Reader reader = null;
        try {
            System.out.println("以字符为单位读取文件内容，一次读一个字节：");
            reader = new InputStreamReader(new FileInputStream(file));
            int tempchar;
            int[] array = new int[2];
            int x = 0;
            while ((tempchar = reader.read()) != -1)
            {
                if (((char) tempchar) != '\r'&&((char) tempchar) != '\n')
                {
                    {
                        array[x]=tempchar-(int)('0');
                        System.out.print((array[x])+" ");
                        x++;
                    }
                }
            }
            reader.close();
} catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }

而后咱们进行如下操做：
1.从文件中读入数字1， 插入到链表第 5 位，并打印全部数字，和元素的总数。 保留这个链表，继续下面的操做。

//将数字1插入到链表第5位，并打印全部数字，和元素的总数
            int index = 4;

            System.out.println();
            LinearNode<Integer> current = linearNode;
            LinearNode linearNode1 = new LinearNode(array[0]);
            for (int y= 0;y<index-1;y++)
            {
                current = current.next;
            }
            linearNode1.next = current.next;
            current.next = linearNode1;
            nHouZeYang++;
            result = "";
            i = 0;
            integerLinearNode = linearNode;
            while (i<nHouZeYang)
            {
                result += integerLinearNode.number+" ";
                integerLinearNode = integerLinearNode.next;
                i++;
            }
            System.out.println("插入数字1后全部链表元素为："+result);
            System.out.println("插入数字1后元素个数为："+nHouZeYang);

2.从文件中读入数字2， 插入到链表第 0 位，并打印全部数字，和元素的总数。 保留这个链表，并继续下面的操做。

// 将将数字2插入到链表第0位，并打印全部数字，和元素的总数
            LinearNode linearNode2 = new LinearNode(array[1]);
            System.out.println(array[1]);
            current = linearNode;
            linearNode = linearNode2;
            linearNode.next = current;
            nHouZeYang++;
            result = "";
            i = 0;
            integerLinearNode = linearNode;
            while (i<nHouZeYang)
            {
                result += integerLinearNode.number+" ";
                integerLinearNode = integerLinearNode.next;
                i++;
            }
            System.out.println("插入数字2后全部链表元素为："+result);
            System.out.println("插入数字2后元素个数为："+nHouZeYang);

3.从链表中删除刚才的数字1. 并打印全部数字和元素的总数

//从链表中删除刚才的数字1.  并打印全部数字和元素的总数
            current = linearNode ;
            while (current.next!=linearNode1)
            {
                current = current.next;
            }
            current.next = current.next.next;

            nHouZeYang--;
            result = "";
            i = 0;
            integerLinearNode = linearNode;
            while (i<nHouZeYang)
            {
                result += integerLinearNode.number+" ";
                integerLinearNode = integerLinearNode.next;
                i++;
            }
            System.out.println("删除数字1后全部链表元素为："+result);
            System.out.println("删除数字1后元素个数为："+nHouZeYang);

实验结果截图：

(3)实验三

使用选择排序法对链表中元素进行排序，咱们首先看如下选择排序法如何实现.

int min;
      T temp;

      for (int index = 0; index < data.length-1; index++)
      {
         min = index;
         for (int scan = index+1; scan < data.length; scan++)
            if (data[scan].compareTo(data[min]) < 0)
               min = scan;

         // Swap the values
         temp = data[min];
         data[min] = data[index];
         data[index] = temp;
      }

接下来再来实现链表中元素排序：

LinearNode<Integer> current = linearNode;

       while (current.next!=null)
       {
           LinearNode temp = current.next;
           int minNumber = current.number;
           while (temp!=null)
           {
               if(minNumber>temp.number)
               {
                   minNumber = temp.number;
               }
               temp = temp.next;
           }

           LinearNode current0 = current;

           while (current0.number!=minNumber)
           {
               current0 = current0.next;
           }
           current0.number = current.number;
           current.number = minNumber;
           result = "";
           i = 0;
           integerLinearNode = linearNode;
           while (i<nHouZeYang)
           {
               result += integerLinearNode.number+" ";
               integerLinearNode = integerLinearNode.next;
               i++;
           }
           System.out.println("排序中全部链表元素为："+result+" 元素个数为："+nHouZeYang);
           System.out.println();

实验结果截图：

(4)实验四

上面进行的是链表练习，这里将进行一些数组的练习：
（1）经过键盘输入一些整数，创建一个数组；（2）实现节点插入、删除、输出操做；

实验结果截图：

(5)实验五

数组练习，要求实现下列功能：使用插入排序法对数组中元素进行排序，在排序的每个轮次中， 打印元素的总数，和目前数组的全部元素。

for (int index = 1; index <nHouZeYang; index++)
        {
            int key = array[index];
            int position = index;

            //  Shift larger values to the right
            while (position > 0 && key<array[position-1])
            {
                array[position] = array[position-1];
                position--;
            }

            array[position] = key;

            result = "";
            for (int i = 0; i < nHouZeYang; i++) {
                result += array[i] + " ";
            }
            System.out.println("排序中全部数组元素为：" + result);
            System.out.println("排序中元素个数为：" + nHouZeYang);
        }

实验结果截图：

实验过程当中遇到的问题和解决过程

• 问题1：首先是创建链表时，产生一些问题，遇到空指针错误。
  

• 问题1解决方案：这里主要是把问题太过简单化了，使用了以前jsjf包中的LinearNode类，想直接把全部的数字直接用setNext方法给处理了，实际则否则。因而从新创建了节点类，并修改其中代码
  若链表为空，将链表赋值为要添加节点，若不为空，则循环找到链表中下一节点为空的节点，将其next赋为待添加节点，完成创建链表。

if(linearNode==null)
                linearNode=tLinearNode;
            else
            {
                LinearNode<Integer> current = linearNode;
                while (current.next != null)
                    current = current.next;
                current.next = tLinearNode;

            }

• 问题2：从文件读取文本，并将其转化为数字类型，上学期学过，这里没有记住。

• 问题2解决方案：从网上找了一些资料，将这里从新复习了一下，最后采用单个读取字节的形式实现；

File file = new File(fileName);
        Reader reader = null;
        try {
            System.out.println("以字符为单位读取文件内容，一次读一个字节：");
            // 一次读一个字符           
            reader = new InputStreamReader(new FileInputStream(file));
            int tempchar;
            while ((tempchar = reader.read()) != -1) {
                // 对于windows下，\r\n这两个字符在一块儿时，表示一个换行。
                // 但若是这两个字符分开显示时，会换两次行。
                // 所以，屏蔽掉\r，或者屏蔽\n。不然，将会多出不少空行。                
                 if (((char) tempchar) != '\r')
                {
                    System.out.print((char) tempchar);
                }
            }
            reader.close();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }

可是按照这样代码仍然会出现错误，读取出来的有13这个数字，对照ASCII码表，发现这个数字是回车符的ASCII码值，因而尝试将if (((char) tempchar) != '\r'){}改成if (((char) tempchar) != '\r'&&((char) tempchar) != '\n)，修改以后读取内容是正确的。
- 关于char型转int型

char ch = '9';
int n = int(ch) - int('0');
此处ch也是‘0’至‘9’的数字字符

• 问题3：在数组练习中要在原数组中间插入一个数字，这里一开始觉得很简单，可作的过程遇到了问题，见下图：
  

• 问题3解决方案：看了两遍代码以后，我知道问题出在了哪里，每次我都是存储了当前y值做为temp，又把数组中索引为(y+1)的元素赋为temp，进行下一次循环时，y=y+1，此时temp便成了以前数组中索引为(y+1)的元素，也就至关于temp先后没有变化，致使了插入后每一个元素都变成了同一个。找到了问题，又去尝试了好些改代码的方式，仍然没有解决，大概卡了10多分钟以后，才有了另外一种思路，我一开始的思路是一个个地从前日后将索引为4的元素空出来，可这样不会作了，那我是否是能够从后往前去挪元素，将最后一个元素挪至它的下一位置，依次类推，直至将索引为4元素移至索引为5处，最后将索引为4处元素赋为要插入元素，问题也就得以解决，最后修改后代码为

int index = 4;
            for (int y = nHouZeYang;y>=4;y--)
            {
                array[y+1] = array[y];
            }
            array[index] = nums[0];

其余（感悟、思考等）

• 本次实验大部分是在复习上学期所学过的内容，包括链表的创建，插入，删除等操做，以及文件的读取。数组这里以前没有练习过，但难度不算大。关于链表的排序这里，上个学期也作过，但那时我是将链表元素逐个取出放入数组之中，再进行排序的，此次是直接用链表进行排序这一操做，直接对链表元素进行比较，完成排序，这里完成的要比以前好一些。

参考资料

• Java中 char和int之间的转换

• Java读取文件的几种方法

• 蓝墨云班课