20172301 《程序设计与数据结构》第三周学习总结

20172301 《程序设计与数据结构》第三周学习总结

教材学习内容总结

• 队列
  • 队列是一种线性集合，先进先出。
  • 元素一般从队列末端进入，从队列前端退出。
  • 在栈中，处理过程只在栈的一端进行；在队列中，处理过程在队列的两端进行。
• API中的队列
  • Stack类实现了栈集合。却没有队列类。只提供了 Queue接口
  • Stack类提供了基本操作。Queue接口只定义了两种方法，添加元素和删除元素。
• 使用队列：代码密钥（书上代码杂乱无章）
  详见教材问题二。戳
• 用链表实现队列：
  • 在enqueue操作，在链表前端添加新结点，就把新结点的next指针设置为指向链表的head变量，把head变量设置为指向新结点。复杂度为O(1)。
  • 在enqueue操作，在链表末端添加新结点，就把链表末端结点的next指针设置为指向新结点，然后把链表的tail设置为指向新结点。复杂度为O(1)。
  • 在dequeue操作，在链表前端，设置一个临时变量指向链表前端的元素，然后把front变量设置为第一个结点的next指针的值。复杂度为O(1)。
  • 在dequeue操作，在链表末端，复杂度为O(n)
  • 对于单向链表，可选择从末端入列，从前端出列。对于双向链表，无所谓从哪端入列和出列。
• 用数组实现队列：
  • 将队列的某一端固定在数组的索引0处。所有元素会不间断地存放在数组中。
  • 非环形数组实现的元素移位，将产生O(n)的复杂度。
  • 用固定数组来实现队列的效率不高。

教材学习中的问题和解决过程

• 问题1：Queue接口两种方法add和offer在异常类处理上有何不同。

• 问题1解决方案：
  根据书上所说

  • add操作可以确保队列中有给定的元素。如果给定元素没有添加到队列中，该操作将抛出一个异常。
  • offer操作把给定元素插入到队列中，如果插入成功，返回true，否则返回false。

  查询API所得，
  

  也就是书上说的一个是提供了一个布尔返回值，另一个则是抛出一个异常。

  那么add方法和offer方法有何不同？
  区别：两者都是往队列尾部插入元素，不同的时候，当超出队列界限的时候，add（）方法是抛出异常让你处理，而offer（）方法是直接返回false。

• 问题2：书上用队列实现代码密钥，代码的相关理解。

• 问题2解决过程：

  • 创建一个数组，录入密钥值；

  • 把密钥值分别存放到两个单独队列中。编码者使用一份密钥，解码者使用另一个密钥。

  • 通过循环，把字母移动相对应的密钥的数位，形成新的字符。
    
    根据其在ASCII表中的位置，相对应的移动几位，形成新的字符。

  • 输出加密和解密后字符串。

  • 注意：密钥在此程序中循环重复使用。

  encodingQueue.add(keyValue);
  

  比如密钥是{5,12，-3,8,-9,4,10}
  一次循环返回后即是{12，-3,8，-9,4,10,5}
  同样，可以编码任何字符

代码调试中的问题和解决过程

• 问题1：PP5.7的实现设计思路。

• 问题1解决方案：

  • 双端队列的实现很容易结合第二章所学的双向链表的相关知识。我们一般需要维护两个引用：一个引用指向链表的首节点，我定义为front；另一个引用指向链表的末结点，我定义为rear。同时，链表中的每个结点都应该存有两个引用。一个指向上一个元素，一个指向下一个元素。所以，我们需要重新定义一个结点类。
  • 如何处理接口问题？
  • 这里我首先根据书上的内容查询了API Deque接口，发现其中包含许多栈和队列的操作和方法。
    
    我们这里并不需要涉及全部，我认为只需要基本的头插，尾插，头删，尾删，以及返回个数，返回顶端，toString的基本操作。
  • 这里可能有人会说双端队列和双端链表并不相同，不可以直接类比。
  • 经过我的查询呢，双端队列和双端链表确实有所区别。队列只能对头尾两个元素操作。双向队列头尾均可插入，弹出；双向链表则可以从任何一个元素位置起找到其他所有元素。但是呢，其实这两个没有什么比较的意义。我也只是类比其设计的思路。
  • 对比单向链表的LinkedQueue，具体的方法实现便不再赘述。

• 问题2：书P89 dequeue操作代码中

 public T dequeue() throws EmptyCollectionException
    {
        if (isEmpty())
            throw new EmptyCollectionException("queue");

        T result = queue[front];
        queue[rear] = null;
        front = (front+1) % queue.length;

        count--;

        return result;
    }

测试类中，总是删除队尾的元素。

• 问题2 的解决方案：
  正常来说，队列应该是从末端进，首端出。但是，我测试dequeue操作却删除了尾端的元素。
  这个其实是书上代码的错误。应该是queue[front] = null 意思是把队列首端设置为空。这里的队列首端并不固定在数组的0索引处，所以也不能通过删除索引0的元素来达到dequeue的操作。

代码托管

一些接口在jsjf文件夹中。

上周考试错题总结

• 上周无测试

结对及互评

• 上周博客互评情况
  • 20172304
    • 文笔优秀，代码问题也很详细，可以把改正后的截图放上去，更加显得清晰明了。
  • 20172328
    • 博客教材总结的非常详细，理解的也很深入，很多书上的问题我们都是相互讨论然后得出的结论，不过这周的代码问题似乎还没有填充。

其他

尽信书则不如无书。新的java教材有很多翻译不恰当和代码问题，在对书上内容的理解上会有很大的偏差。但是我们无法改变书本的好坏，与其抱怨，只能多花时间明白其错误在哪里，杜绝掉其中的代码错误，因为往往是因为一个变量错误，结果就是千差万别。所以，注意细节，是每个程序员必备的觉悟和素质。代码如此，人亦如此。

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）	重要成长
目标	5000行	30篇	400小时
第一周	0/0	1/1	10/10
第二周	610/610	1/2	20/30
第三周	593/1230	1/3	18/48

补充作业

	目前水平（0~9）	课程结束后水平（0~9）
程序理解	3	8
代码规范/质量	5	9
单元测试/代码覆盖率	4	8
模块实现/逐步细化	5	9
自主学习能力	6	8
协同工作	5	9
现阶段，代码的理解和实现使我们需要提高的关键。更好的理解书上的代码可以帮助我们应用更多的场景模式。而代码实现的质量则需要日渐积累，这不是一蹴而就的。细节的成败，同样是影响代码的质量，这更应该使我们所要避免的。我们应该对我们编写的每一份代码负责。

参考资料

• 队列的add（）方法和offer（）方法的区别
• 双端队列和双向链表有什么区别
• 基于双向链表的双端队列
• Java 实现双向链表，基于双向链表实现双端队列