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:通过键盘输入一些整数,建立一个链表,这些数是你学号中依次取出的两位数, 再加上今天的时间。打印所有链表元素, 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、输出操作,继续你上一个程序, 扩展它的功能,每做完一个新功能,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。在排序的每一个轮次中, 打印元素的总数,和目前链表的所有元素。

  • (4)数组练习,要求实现下列功能:(1)通过键盘输入一些整数,建立一个数组;(2)实现节点插入、删除、输出操作。签入所有代码。

  • (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,在排序的每一个轮次中, 打印元素的总数,和目前数组的所有元素。

实验过程及结果

(1)实验一

这里是要求我们建立一个整数的链表,并将它们打印出来,同时要记录元素的总数。
我们首先建立一个节点类,这是建立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;另一个就是我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;
    }
}

接下来便是开始建立链表。

实验结果截图:

(2)实验二

首先我们要进行从文件中读取数字这一操作,这里首先要创建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,然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();
        }

然后我们进行以下操作:
1.从文件中读入数字1, 插入到链表第 5 位,并打印所有数字,和元素的总数。 保留这个链表,继续下面的操作。

//将数字1插入到链表第5位,并打印所有数字,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后所有链表元素为:"+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,并打印所有数字,和元素的总数。 保留这个链表,并继续下面的操作。

// 将将数字2插入到链表第0位,并打印所有数字,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后所有链表元素为:"+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. 并打印所有数字和元素的总数

//从链表中删除刚才的数字1.  并打印所有数字和元素的总数
            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后所有链表元素为:"+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,我们首先看以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("排序中所有链表元素为:"+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)通过键盘输入一些整数,建立一个数组;(2)实现节点插入、删除、输出操作;

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,在排序的每一个轮次中, 打印元素的总数,和目前数组的所有元素。

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("排序中所有数组元素为:" + result);
            System.out.println("排序中元素个数为:" + nHouZeYang);
        }

实验结果截图:

实验过程中遇到的问题和解决过程

  • 问题1:首先是建立链表时,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,使用了之前jsjf包中的LinearNode类,想直接把所有的数字直接用setNext方法给处理了,实际则不然。于是重新建立了节点类,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,完成建立链表。

            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,将这里重新复习了一下,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这两个字符在一起时,表示一个换行。
                // 但如果这两个字符分开显示时,会换两次行。
                // 因此,屏蔽掉\r,或者屏蔽\n。否则,将会多出很多空行。                
                 if (((char) tempchar) != '\r')
                {
                    System.out.print((char) tempchar);
                }
            }
            reader.close();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }

但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,于是尝试将if (((char) tempchar) != '\r'){}改为if (((char) tempchar) != '\r'&&((char) tempchar) != '\n),修改之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,这里一开始以为很简单,可做的过程遇到了问题,见下图:

  • 问题3解决方案:看了两遍代码之后,我知道问题出在了哪里,每次我都是存储了当前y值作为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便成了之前数组中索引为(y+1)的元素,也就相当于temp前后没有变化,导致了插入后每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多分钟之后,才有了另一种思路,我一开始的思路是一个个地从前往后将索引为4的元素空出来,可这样不会做了,那我是不是可以从后往前去挪元素,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];

其他(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,包括链表的建立,插入,删除等操作,以及文件的读取。数组这里之前没有练习过,但难度不算大。关于链表的排序这里,上个学期也做过,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,这次是直接用链表进行排序这一操作,直接对链表元素进行比较,完成排序,这里完成的要比之前好一些。

参考资料

posted @ 2018-10-02 09:43  ◕‿◕  阅读(505)  评论(0编辑  收藏
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