2018-2019-20172329 《Java软件结构与数据结构》第八周学习总结

2018-2019-20172329 《Java软件结构与数据结构》第八周学习总结

如今对于我而言，最珍贵的是时间，感受本身在时间飞逝的时候真的挽留不住什么，只能怒发冲冠的让本身疯狂的学习啦，新的一周要加油！❤️

教材学习内容总结

《Java软件结构与数据结构》第十二章-优先队列与堆

1、概述

• 一、什么是堆：
  • 堆就是具备两个附加属性的一个二叉树。
  • 堆分为小顶堆和大顶堆。
  • 两个附加属性以下：
    • （1）它是一颗彻底树。（彻底树：若是某树是平衡的，且底层全部叶子都位于树的左边，则认为该树是彻底的。
    • （2）对每一个结点，它（小于/大于）或等于其左孩子和右孩子。（ps：小于为小顶堆，大于为大顶堆）
  • 小顶堆将其最小元素存储在该二叉树的根处，且其根的两个孩子一样也是小顶堆。
• 二、堆的操做简历：

操做	描述
addElement	将给定元素添加到该堆中
removeMin/removeMax	删除堆的最小元素/最大元素
findMin/findMax	返回一个指向堆中的最小元素/最大元素的引用

• 三、堆的具体操做
  • addElement操做：
    • （1）该方法将给定的元素添加到堆中的恰当位置处，且维持该队的彻底性属性和有序属性。
    • （2）由于一个堆就是一颗彻底树，因此对于插入的新结点而言，只存在一个正确的位置，且要么是h层左边下层的下一个空位置，要么是h+1层左边的第1个位置（若是h层是满的话）

  • 如图
    
    

  • 插入的调整过程：

  • 如图
    

  • removeMin操做：
    • （1）该方法将删除最小堆中的最小元素并返回它。
    • （2）因为最小元素是存储在最小堆的根处，因此咱们须要返回存储在根处的元素并用堆中的另外一个元素替换它。
    • （3）要维持该树的彻底性，那么只有一个能替换根的合法元素，且它是存储在树中最末一片叶子上的元素。

  • 如图
    

  • findMin操做
    • （1）该方法将返回一个指向该最小堆中最小元素的引用。
    • （2）因为该元素老是被存储在该树的根处，因此实现这一方法只需经过返回存储在根处的元素便可。
• 四、优先队列是什么
  • 优先队列是容许至少下列两种操做的数据结构
    • （1）insert（插入），它的做用是显而易见的；
    • （2）deleteMin（删除最小者），它的工做是找出、返回并删除优先队列中最小的元素。
  • insert等价于enqueue（入队），而deleteMin则是队列运算中dequeue（出队）在优先队列中的等价操做。

  • 如图
    

  • 一、优先队列具备更高的优先级的项目在先。
  • 二、具备相同优先级的项目使用先进先出来肯定其排序。
  • 三、虽然小顶堆根本不是一个队列，可是它提供了一个高效的优先级队列实现。
  • 四、优先队列没有back（）操做！！！！！
    2、用链表实现堆
• 一、addElement操做
  • 过程：
    • （1）在恰当的位置处添加一个新元素，对堆进行重排序以维持其排序属性。
    • （2）将lastnode指针从新设定为指向新的最末结点。
• 二、removeMin操做
  • 过程：
    • （1）用存储在最末结点处的元素替换存储在根处的元素，对堆进行重排序，以及返回初始的根元素。
    • （2）链表实现的removeMin方法必须删除根元素，并用来自最末结点替换它。
    • （3）该操做的最后的时间复杂度为O(log n)
• 三、 findMin操做
  • 过程：
    • （1）该方法仅仅返回一个指向存储在堆根元素的引用，所以复杂度为O(1)。

3、用数组实现堆

• 一、概念点
  • 注：在二叉树的数组实现中，树的根位于位置0处，对于每一结点n，n的左孩子将位于数组2n+1位置处，n的右孩子将位于数组的2（n+1）位置处。
• 二、addElement操做
  • 注：链表实现和数组实现的addElement方法的时间复杂度同为O(log n)
• 三、removeMin操做
  • 注：链表实现和数组实现的removeMin方法的时间复杂度同为O(log n)
• 四、 findMin操做
  • 注：该方法仅仅返回一个指向存储在堆根元素的引用，所以复杂度为O(1)。

4、其余

• 一、heapSort方法的两部分构成：
  • （1）添加列表的每个元素
  • （2）一次删除一个元素
• 二、堆排序的复杂度为O(n log n)

教材学习中的问题和解决过程

• 问题1:在堆的删除和插入操做后进行调整的时候，如何去判断哪个元素须要被交换

• 问题1解决方案：
• （1）如今的任务是将一个不符合大小顶堆的堆让它变得符合标准。
• （2）咱们要进行筛选操做：
  • 一、调整过程当中，老是将根结点（被调整结点）与左右孩子比较
  • 二、不知足堆条件时，将根结点与左右孩子中较大者交换
  • 三、这个调整过程一直进行到全部子树都是堆或者交换到叶子为止
• 问题2：堆排序是如何进行的
• 问题2解决方案：
• 步骤：
  • （1）将关键字序列排成彻底二叉树形式；
  • （2）从无序序列的第n/2个元素开始（对应于彻底二叉树的最后一个非终端结点）进行筛选（筛选能够参考问题1解决方案）

• 图示：
  

代码调试中的问题和解决过程

• 问题1：在进行测试的时候，在输出的时候会出现删除之后多一个元素的现象
  

• 问题1解决方案：
  （1）首先，我先测试了问题到底出如今哪里，经过调用删除方法，我发现总有一个现象就是会让最后一个元素给替代第一个的位置，因此我就锁定了一行代码tree[0] = tree[count-1];也大体肯定了问题也应该源于此，因此须要修改。
  （2）我运用以前用数组实现队列的思想，用了以下的方法解决问题。
  （3）同时这个问题也能够解决发生在pp12.1在写队列的出列的操做中所发生的问题。

for (int i =0;i<count-1;i++){
            tree[i]=tree[i+1];
        }

上周考试错题总结

• 错题1：
  The Java Collections API provides two implementations of balanced binary search trees, TreeSet and TreeMap, both of which use a ___________tree implementation.
  A .AVL
  B .red/black
  C .binary search
  D .None of the above

  正确答案： B  个人答案： C

解析：当时我认为既然接口是查找树，则这两个也应该是查找树的方法。

• 错题2：
  A minheap stores its largest element at the root of the binary tree, and both children of the root of a minheap are also minheaps.
  A .True
  B .Flase

  正确答案： B  你的答案： A

解析：眼瞎看错题目了，顶应该是最小

代码托管

结对及互评

• 本周结对学习状况
  • 20172316赵乾宸
• 博客中值得学习的或问题：
  • 内容详略得当；
  • 代码调试环节比较详细；
• 基于评分标准，我给本博客打分：5分。得分状况以下：

1. 正确使用Markdown语法（加1分）：
2. 模板中的要素齐全（加1分）
3. 教材学习中的问题和解决过程, 一个问题加1分

4. 代码调试中的问题和解决过程, 一个问题加1分

   • 20172316唐才铭

• 博客中值得学习的或问题：
  • 内容详略得当；
  • 代码调试环节比较详细；
• 基于评分标准，我给本博客打分：9分。得分状况以下：

1. 正确使用Markdown语法（加1分）：
2. 模板中的要素齐全（加1分）
3. 教材学习中的问题和解决过程, 一个问题加1分
4. 代码调试中的问题和解决过程, 一个问题加1分

感悟

本周以为本身愈发忙碌了起来，感受时间真的愈来愈不够用了，和老师也聊了聊，的确上大学上成这个样子可能也是haiok，老师说如今上大学累成够=狗说明就对了，我以为的确，像在大学这样一个时间由本身支配的阶段，我以为只要本身有心，确定就能够找到更多的事情本身去作，由于正由于有大学这个平台，让咱们能够学习到更多有利于本身从此发展技能，让本身未来能够在社会中有立锥之地。

学习进度条

	代码行数（新增/累积）	博客量（新增/累积）	学习时间（新增/累积）
目标	5000行	30篇	400小时
第一周	0/0	1/1	6/6
第二周	1313/1313	1/2	20/26
第三周	901/2214	1/3	20/46
第四周	3635/5849	2/4	20/66
第五周	1525/7374	1/5	20/86
第六周	1542/8869	2/5	25/111
第七周	1391/10260	1/6	20/131
第八周	4379/14639	2/8	25/156

参考资料

蓝墨云班课
Java程序设计
优先队列总结