软件构造Lab1心得

在实验过程中，了解到了java不同层面的许多知识，也遇到了许多问题，在这里分享这些经验和实验心得。

任务1 - 幻方

文件读写

了解到文件读写的方法主要有三种：

1. FileInputStream和FileOutputStream

FileInputStream用于从文件读取数据，可以用关键字new来创建。

构造方法有很多，一种是利用字符串类型的文件路径来创建：

InputStream s = new FileInputStream("C:/java/helloworld")；

另外还可以利用文件对象来创建：

File f = new File("C:/java/helloworld"); InputStream in = new FileInputStream(f);

FileOutputStream用于向文件中写数据。如果该流在打开文件进行输出前，目标文件不存在，那么该流会创建该文件。

有两个构造方法可以用来创建 FileOutputStream 对象。

使用字符串类型的文件名来创建一个输出流对象：
OutputStream f = new FileOutputStream("C:/java/hello")
也可以使用一个文件对象来创建一个输出流来写文件。我们首先得使用File()方法来创建一个文件对象：
File f = new File("C:/java/hello"); OutputStream fOut = new FileOutputStream(f);

2. BufferedWriter和BufferedReader

BufferedWriter 和BufferedRead是缓冲字节流，属于高级流，按行读取字符串。

由于这两个字符流不能直接处理字节流，所以需要InputStreamReader和OutputStreamWriter这两个转换流做纽带，

将低级字节流和BufferedReader、BufferedWriter关联起来。范例：

判断矩阵是否是magic

在做这部分内容时，观察到有很多同学都是对列进行判断，对行进行判断，对斜角线进行判断

这里可以利用一个双层的for循环完成判定

点击查看代码

 //  判断是否是一个magic square
        int sum = 0;
        int colsum = 0;
        int rowsum = 0;
        int slashsum1 = 0;
        int slashsum2 = 0;
        for (int i = 0; i < row; i++) {
            //  求取基准值
            sum += matrix[0][i];
        }
        for (int i = 0; i < row; i++) {
            //  分别对两斜线、行、列数据求和
            colsum = 0;
            rowsum = 0;
            slashsum1 += matrix[i][i];
            slashsum2 += matrix[i][row - i - 1];
            for (int j = 0; j < col; j++) {
                rowsum += matrix[i][j];
                colsum += matrix[j][i];
            }
            if (sum != rowsum || sum != colsum) {
                System.out.println("Not a Magic Square!");
                return false;
            }
        }
        if (sum != slashsum1 || sum != slashsum2 || sum != rowsum || sum != colsum) {
            System.out.println("Not a Magic Square!");
            return false;
        }
        else return true;

任务2 - 海龟画图

凸包问题

凸包（Convex Hull）是一个计算几何（图形学）中的概念。

在一个实数向量空间V中，对于给定集合X，所有包含X的凸集的交集S被称为X的凸包。X的凸包可以用X内所有点(X1，...Xn)的凸组合来构造.

在二维欧几里得空间中，凸包可想象为一条刚好包著所有点的橡皮圈。

用不严谨的话来讲，给定二维平面上的点集，凸包就是将最外层的点连接起来构成的凸多边形，它能包含点集中所有的点。

凸包算法

Graham扫描法

思路：先找到凸包上一个点，从该点开始逆时针方向逐个寻找凸包上的点。

步骤：

把所有点放在二维坐标系中，则纵坐标最小的点一定是凸包上的点，设为P0
把所有点的坐标平移，使得P0成为新的原点
计算各个点相对于P0的角度，将它们按角度从小到大的顺序对各个点排序。当角度相同时，距离P0近的点排序放在前面。由几何知识我们可以知道，排序后的点中，第一个点P1和最后一个点Pn肯定是凸包上的点，否则的话，这两点始终在P0和其它任意点的连线的外侧。
以上是求取凸包的准备步骤，我们知道了凸包上的两个点P0，P1，我们将它俩放在栈中，接着我们从排序中的第二个点P2出发，开始找凸包上的第三个点。
连接P0和栈顶的点，得到直线L。看当前点是在直线L的右边还是左边。如果在直线的右边就执行步骤6，在直线上或左边就执行步骤7。
如果在右边，则栈顶的点不是凸包上的点，把栈顶元素出栈，执行步骤5。
当前点是凸包上的点，压入栈。执行步骤8。
检查当前点是不是排序的得到的点中最后一个点，是则结束，不是则当前点为下一个点，执行步骤5。

算法代码：略

任务3 - 社交图

getDistance函数

函数要求，给出两个参数Person a, Person b,求出两个人的社交距离。

分析来看，该问题就是图中两点的最短路径问题

我们采取比较经典的Dijkstra算法来解决问题。

对于计算机专业的人来说，对该算法的了解是最基本的。

这里作简要介绍：

数据结构（rep）用到了队列Queue，具体实现是LinkedList，和列表List，具体实现是ArrayList，和Map，具体实现是HashMap。

初始化：我们将Person a放入队列中，并将基础distance值0，二者一起键入HashMap。
判断栈空不空，空则执行步骤3，不空则执行步骤4。
退出循环，返回-1。
弹出队列头元素，判断是否与Person b相同，并将该元素放入ArrayList中，标记为已访问，相同则执行5，不同则执行6。
返回HashMap中该Person的对应distance值。
不同，则对从队列弹出的Person的朋友们，其中符合不在队列中（因为求最短路径，该路径一定比已经在队列中的大）而且没有访问过的元素的条件，将符合条件的朋友压入队列。执行步骤2。

最终返回值就是Person a, Person b的社交距离了。

实现代码：