20172313 2018-2019-1 《程序设计与数据结构》第四周学习总结

Posted 2021-01-11 yu-kunpeng

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20172313 2018-2019-1 《程序设计与数据结构》第四周学习总结

教材学习内容总结

列表集合
- 有序列表： 其元素按照元素的某种内在特性进行排序。（有序列表中的元素具有内在关联，这种关联定义了元素之间的顺序）
- 无序列表： 其元素间不具有内在顺序，元素按照它们在列表中的位置进行排序。（无序列表中的元素按使用者所选择的任意方式排序）
- 索引列表： 其元素可以用数字索引来引用。（索引列表为它的元素维护一段连续的数字索引值）
Java集合API中的列表

方法	描述
add(E element)	往列表的末端添加一个元素
add(int index， E element)	在指定索引处插入一个元素
get(int index)	返回指定索引处的元素
remove(int index)	删除指定索引处的元素
remove(o object)	替代指定索引处的元素
set（int index，E element)	返回列表中的元素数量

列表ADT

操作	描述
removeFirst	从列表中删除第一个元素
removeLast	从列表中删除最后一个元素
remove	从列表中删除某个元素
first	查看位于列表前端的元素
last	查看位于列表末端的元素
contains	确定列表是否含有某个元素
isEmpty	确定列表是否为空
size	确定列表中的元素数量

使用数组实现列表
- 一般的的列表可以从两端添加或删除元素，但它们还有从列表的中间插入或删除元素。因此无法避免要移动元素。可以使用环形数组方法，但当从列表中间插入或删除元素时，仍需要移动元素。
- 重载equals方法以及实现Comparable接口是展示面向对象设计的极好示例。我们可以创建集合的实现来处理各种还没有设计的对象，只要这些对象具有相同的定义和（或）类中提供对象间的某种作比较的方法。
- 将向ArrayList类中诸如find之类的private方法独立出来有多种益处。首先，它使得本已复杂的remove方法的定义变得非常简单。第二，它使得我们能够利用find方法来实现contains操作以及ArrayUnorderedList的addAfter方法。注意，find方法不会抛出ElementNotFound异常，它只是简单地返回值（1）以表明元素未找到。通过这种方法，调用程序可以决定如何处理元素未找到的情况。在remove方法中，这意味着抛出一个异常。而在contains方法中，这意味着返回false。
- 在进行remove操作的时候，如果要删除的元素是列表的最后一个元素，在这种情况下，需要进行n次比较操作。事实证明，这种删除操作的实现正好需要n次比较和平移操作，因此该操作的复杂度为O(n)。如果使用的是环形数组实现，他只是提高了删除第一元素这样一种特殊情况下的性能。
- 进行contains操作时，由于该方法执行的是列表的线性查找，因此最坏的情况是所查找的元素不在列表中，在这种情况下需要n个比较操作，因而该操作的复杂度为O(n)。
- 与remove一样，每次运行add操作时需要进行那次比较和平移操作，因此该操作的复杂度为O(n)。
使用链表实现列表
- 进行remove操作时，与数组实现的人move操作不同，链表实现的remove操作不需要评议元素来填补空袭。但是，在最坏的情况下，仍需要进行n次操作，已确定目标元素不在列表中，因此remove操作的复杂度仍为O(n)。

教材学习中的问题和解决过程

问题1：我们可以分别使用数组和链表实现列表，那么使用数组实现的ArrayList和使用链表实现的LinkedList在空间复杂度和时间复杂度上的区别在哪？
问题1解决方法：每个对象插入到列表中时，链表实现需要更多的空间。LinkedList类实际上是一个双向链表，因此其引用需要两倍的空间。ArrayList类在空间管理上比基于数组的实现方式更高效。这是因为，ArrayList集合是可变大小的，因此按所需动态分配空间。所以，无需一次申请大量的空间而造成浪费。列表是在需要时才增加空间。两者间最大的区别发生在访问列表中特定索引位置时。如果已知索引值，ArrayList实现能够在相同的时间内访问列表中的任意元素。LinkedList实现需要从一端或另一端起对列表进行遍历，以到达特定索引值。
问题2：在学习书上代码时，有这样一段话：ProgramOfStudy和Course类实现了Serializable接口。为了是某个对象能使用串行化进行存储，其类必须实现Serializable。在erializable中没有任何方法，它只是表明，该对象可以转换为串行化表示形式。我对于Serializable接口了解的不多，也不太明白串行化在这里表示的是什么意思。
问题2解决方法：

什么是Serializable接口？
一个对象序列化的接口，一个类只有实现了Serializable接口，它的对象才能被序列化
什么是序列化？
将对象的状态信息转换为可以存储或传输的形式的过程，在序列化期间，对象将其当前状态写入到临时存储区或持久性存储区，之后，便可以通过从存储区中读取或反序列化对象的状态信息，来重新创建该对象
什么情况下需要序列化？
当我们需要把对象的状态信息通过网络进行传输，或者需要将对象的状态信息持久化，以便将来使用时都需要把对象进行序列化
Serializable主要用来支持两种主要的特性：
1、Java的RMI（remote method invocation），RMI允许像在本机上一样操作远程机器上的对象，当发送消息给远程对象时，就需要用到序列化机制来发送参数和接受返回值
2、Java的JavaBean，Bean的状态信息通常是在设计时配置的，Bean的状态信息必须被保存下来，以便当程序运行时能恢复这些状态信息，这也需要序Serializable机制
问题3：书上使用链表实现列表的remove操作示例中有下面这样的代码,我有些不太清楚这里if的判断条件是！found自身的boolean值还是当前found的值是否发生改变。

if(!found)
   throw new ElementNotFoundException("LinkedList");

问题3解决方案：!是一个一元运算符，运算对象是boolean类型的，若运算对象为true则返回false，若运算对象为true则返回false。!value的话value要是boolean值才可以进行运算。
下面举的例子if(file!=null)就是如果file对象不为空，则执行if下面的语句。
if(!value.equal("")) 显然value是一个string类型的，这里的!操作符并不是对value进行运算的，而是对value.equal("")进行运算的
equal()方法返回的值是boolean类型的
if(!value.equal(""))整个意思是如果value不为空字符串（注意哦，不是不为空，这是有区别的），则执行if下面的于语句。

代码调试中的问题和解决过程

问题1：在完成pp6_11编程项目的过程中，调用addAfter()方法后，会提示我出现了空指针。
问题1解决方法：在debug了之后，我发现我调用了addAfter()方法后，如果新添加的数位于该列表的末尾，这时候我对tail这个尾部指针是没有进行任何操作的，tail此时并没有真正指向该列表的尾部。在这之后在调用removeLast()方法，就不能对尾部的节点进行正确的操作，会出现空指针的情况。
问题2：在完成pp6_17编程项目的过程中，当我调用contains()方法来判断某节点是否存在时，我发现我明明删掉的节点在判断的时候依旧为true。
问题2解决方法：令我奇怪的时，当我打印输出整个列表时，我已经删掉的这个节点是不会出现的，我调用Last()方法打印该列表的最后一个节点所保存的元素发现也是没有问题的。我又更换了几组节点进行判断是否存在，更让我奇怪的事情发生了，只有当判断的节点是最后一个并且该节点被删除时才会出现问题。我进行了debug操作，在判断到我所认为的列表的末尾时，它竟然还会继续循环下去，指向那个我原本以为删除的节点！我终于发现了问题所在，在删除末尾节点的时候虽然将tail指向了它前面的节点，但并未将tail指向空，所以在循环的时候指针依旧是指向那个本要删除的节点的。如下图所示，我只要把tail再指向null就行了。

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上周考试错题总结

错题1:：A reference variable can refer to any object created from any class related to it by inheritance.
A . true
B . false
错题分析：这题翻译过来就很直接明了了，子类通过继承父类能够调用父类的所有方法，在测试的时候对英语不是很懂什么意思，导致做错。
错题2：A well-defined interface masks the implementation of the collection.
A . true
B . false
错题分析：一个定义良好的接口能够更好的帮助集合的实现，测试时没有好好理解题目的意思。
错题3：Common features should be located as low in a class hierarchy as is reasonable, minimizing maintenance efforts.
A . true
B . false
错题分析：公共特征应该在合理的层次结构中尽可能高，从而最大限度地减少维护工作。