20172319 实验二《树》实验报告

Posted 2021-01-19 tangcaiming

20172319 2018.11.04-11.12

实验二《树》 实验报告

课程名称:《程序设计与数据结构》  
学生班级：1723班  
学生姓名：唐才铭  
学生学号：20172319 
实验教师：王志强老师
课程助教：张师瑜学姐、张之睿学长
实验时间：2018年11月04日——2018年11月12日
必修/选修：必修

目录

• 实验内容
• 实验要求
• 实验步骤
• 代码实现及解释
• 测试过程及遇到的问题
• 分析总结
• 代码托管
• 参考资料

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实验内容

1. 实验二-1-实现二叉树： 完成链树LinkedBinaryTree的实现。
2. 实验二 树-2-中序先序序列构造二叉树： 基于LinkedBinaryTree，实现基于（中序，先序）序列构造唯一一棵二?树的功能
3. 实验二 树-3-决策树： 自己设计并实现一颗决策树
4. 实验二 树-4-表达式树： 输入中缀表达式，使用树将中缀表达式转换为后缀表达式，并输出后缀表达式和计算结果
5. 实验二 树-5-二叉查找树： 完成PP11.3
6. 实验二 树-6-红黑树分析： 参考http://www.cnblogs.com/rocedu/p/7483915.html对Java中的红黑树（TreeMap，HashMap）进行源码分析，并在实验报告中体现分析结果

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实验要求

1. 完成蓝墨云上与实验二《树》相关的活动，及时提交代码运行截图和码云Git链接，截图要有学号水印，否则会扣分。
   
2. 完成实验、撰写实验报告，实验报告以博客方式发表在博客园，注意实验报告重点是运行结果，遇到的问题(工具查找，安装，使用，程序的编辑，调试，运行等)、解决办法（空洞的方法如“查网络”、“问同学”、“看书”等一律得0分）以及分析（从中可以得到什么启示，有什么收获，教训等）。报告可以参考范飞龙老师的指导。
3. 严禁抄袭，有该行为者实验成绩归零，并附加其他惩罚措施。

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实验步骤

1. 实验二-1-实现二叉树：
   参考教材p212,完成链树LinkedBinaryTree的实现（getRight,contains,toString,preorder,postorder）
   用JUnit或自己编写驱动类对自己实现的LinkedBinaryTree进行测试，提交测试代码运行截图，要全屏，包含自己的学号信息
   课下把代码推送到代码托管平台
2. 实验二 树-2-中序先序序列构造二叉树：
   基于LinkedBinaryTree，实现基于（中序，先序）序列构造唯一一棵二?树的功能，比如给出中序HDIBEMJNAFCKGL和后序ABDHIEJMNCFGKL,构造出附图中的树
   用JUnit或自己编写驱动类对自己实现的功能进行测试，提交测试代码运行截图，要全屏，包含自己的学号信息
   课下把代码推送到代码托管平台
   
3. 实验二 树-3-决策树：
   自己设计并实现一颗决策树
   提交测试代码运行截图，要全屏，包含自己的学号信息
   课下把代码推送到代码托管平台
4. 实验二 树-4-表达式树：
   输入中缀表达式，使用树将中缀表达式转换为后缀表达式，并输出后缀表达式和计算结果（如果没有用树，则为0分）
   提交测试代码运行截图，要全屏，包含自己的学号信息
   课下把代码推送到代码托管平台
5. 实验二 树-5-二叉查找树：
   完成PP11.3
   提交测试代码运行截图，要全屏，包含自己的学号信息
   课下把代码推送到代码托管平台
6. 实验二 树-5-二叉查找树：
   参考http://www.cnblogs.com/rocedu/p/7483915.html对Java中的红黑树（TreeMap，HashMap）进行源码分析，并在实验报告中体现分析结果。
   （C:Program FilesJavajdk-11.0.1libsrcjava.basejavautil）

前期准备：

1. 预先下载安装好IDEA 。

需求分析：

1. 需要掌握二叉查找树的相关知识；
2. 需要掌握当任意给出两个序能构建出唯一一棵二叉树；
3. 需要理解表达式树的实现；
4. 需要理解决策树的实现。

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代码实现及解释

本次实验一共分为六个提交点：

• 实验二-1-实现二叉树：
• 根据自己的需求，写好自己所需要的链表节点类及链表类
• 在链表类里写了add方法用于往链表添加元素

 public void add(int number){
        Linked_list_node Node = new Linked_list_node(number);

        if (this.head==null){
            this.head = Node;
        }
        else {
            this.head.addLinked_list_node(Node);
        }
    }

• 具体的代码实现：

        System.out.println("实验的第一部分：");
        System.out.print("Enter some integers and create a linked list :   ");
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        String input = scanner.nextLine();
        String[] strings = input.split(" ");

        Stack<String> Break_up = new Stack<String>();
        for (int i = strings.length; i > 0 ; i--){
            Break_up.push(strings[i-1]);
        }
        System.out.print("The contents of the stack are :   ");
        System.out.println(Break_up);
        Linked_list linked_list = new Linked_list();
        linked_list.add(0);
        while (!Break_up.empty()) {
            int tempelement = Integer.parseInt(Break_up.pop());
            linked_list.add(tempelement);
        }
        int ntangcaiming = 0;
        ntangcaiming = linked_list.getCount();
        System.out.print("The contents of the queue are :   ");
        System.out.println(linked_list);
        System.out.print("The number of linked elements is :   ");
        System.out.println(ntangcaiming);

• 运行结果截图：
  

• 线性结构之链表（2）
• 根据需要，我们需要写插入和删除的方法：

• 为了更好地实现需求，我们在链表前端放入了一个取值为0的节点linked_list.add(0);,以便于在任何地方都能实现插入删除，而打印时将其隐藏。

public void insert(int index,Linked_list_node node){
        if(index < 1||index > getCount() + 1){
            System.out.println("Wrong position, cannot insert");
            return;
        }
        int length = 1;
        Linked_list_node temp = head;
        while(head.next != null)
        {
            if(index == length++){
                node.next = temp.next;
                temp.next = node;
                return;
            }
            temp = temp.next;
        }
    }

    public void delete(int index){
        if(index < 1 || index > getCount()){
            System.out.println("Wrong position, cannot be deleted");
            return;
        }
        int length=1;
        Linked_list_node temp = head;
        while(temp.next != null){
            if(index == length++){
                temp.next = temp.next.next;
                return;
            }
            temp = temp.next;
        }
    }

• 根据以前所写IO进行文件的创建及读取；
• 本次提交点相关代码如下：

        System.out.println("实验的第二部分：");
        try {
            File file = new File("D:\\huawei\\Javawindows文件","EXP1-First semester of sophomore.txt");

            InputStreamReader reader = new InputStreamReader(new FileInputStream(file));
            BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(reader);
            int[] file_word_temp = new int[2];
            String[] file_word = bufferedReader.readLine().split(" ");
            file_word_temp[0] = Integer.parseInt(file_word[0]);
            file_word_temp[1] = Integer.parseInt(file_word[1]);

            Linked_list_node Node_insert1 = new Linked_list_node(file_word_temp[0]);
            Linked_list_node Node_insert2 = new Linked_list_node(file_word_temp[1]);

            linked_list.insert(5,Node_insert1);
            System.out.print("The list after inserting 1 at the fifth position is ：   ");
            System.out.println(linked_list);
            System.out.print("The number of linked elements is :   ");
            ntangcaiming = linked_list.getCount();
            System.out.println(ntangcaiming);
            linked_list.insert(1,Node_insert2);
            System.out.print("The list after inserting 2 at the first position is ：   ");
            System.out.println(linked_list);
            ntangcaiming = linked_list.getCount();
            System.out.print("The number of linked elements is :   ");
            System.out.println(ntangcaiming);
            System.out.print("The list after deleting the inserted number 1 is ：   ");
            linked_list.delete(6);
            System.out.println(linked_list);
            ntangcaiming = linked_list.getCount();
            System.out.print("The number of linked elements is :   ");
            System.out.println(ntangcaiming);

• 运行结果截图：
  

• 线性结构之链表（2）

• 根据要求，我们所选择的是冒泡排序法，依据要求打印排序过程（这里只打印元素交换的时候）：

• 冒泡代码实现如下(有删减)：

public void Bubble_sort(Linked_list_node Head,Linked_list linked_list){


        Linked_list_node temp = null, tail = null;
        
        temp = head;

        int count=1;
        while(temp.next != tail){
            while(temp.next != tail){
                if(temp.number > temp.next.number){
                    int temp_number = temp.number;
                    temp.number = temp.next.number;
                    temp.next.number = temp_number;
                    System.out.print("The list sorted by the "+ count + " truly bubbling sort is :  ");
                    System.out.println(linked_list);
                    System.out.print("The number of linked elements is :  " + linked_list.getCount() + "
" );

                    count++;
                }
                temp = temp.next;

            }
            tail = temp;
            temp = head;
        }
    }

• 相关提交点的代码：

            System.out.println("实验的第三部分：");
            System.out.println("Print only the rounds that have implemented the element exchange:");

            linked_list.Bubble_sort(linked_list.head,linked_list);
    }
        catch (IOException E){
        System.out.println("错误，指定路径不存在");
    }

• 运行结果截图（仅仅展示部分截图）：
  

• 线性结构之数组（4）
• 根据需要编写自己的数组类

• 本次提交点相关代码如下：

 System.out.println("实验的第一部分：");
        System.out.print("Enter some integers and create a linked list:");
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        String input = scanner.nextLine();

        int ntangcaiming = 0 ;
        String[] temp_MyArray = input.split(" ");
        Array MyArray = new Array(temp_MyArray);

        System.out.print("The elements in the array are:   ");
        System.out.println(MyArray);
        System.out.print("The number of elements in the array is:  ");
        ntangcaiming = MyArray.size();
        System.out.println(ntangcaiming);

        System.out.println("实验的第二部分：");
        try {
            File file = new File("D:\\huawei\\Javawindows文件","EXP1-First semester of sophomore.txt");
            InputStreamReader reader = new InputStreamReader(new FileInputStream(file));
            BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(reader);
            int[] file_word_temp = new int[2];
            String[] file_word = bufferedReader.readLine().split(" ");
            file_word_temp[0] = Integer.parseInt(file_word[0]);
            file_word_temp[1] = Integer.parseInt(file_word[1]);


            System.out.print("The array after 1 is inserted in position 5 is ：   ");
            Array MyArray1 = new Array(MyArray.Array_Insert(4, String.valueOf(file_word_temp[0]))) ;
            System.out.println(MyArray1);
            System.out.print("The number of elements in the array is:  ");
            ntangcaiming = MyArray1.size();
            System.out.println(ntangcaiming);


            System.out.print("The list after inserting 2 at the first position is ：   ");

            Array MyArray2 = new Array(MyArray1.Array_Insert(0, String.valueOf(file_word_temp[1])));
            System.out.println(MyArray2);
            System.out.print("The number of elements in the array is:  ");
            ntangcaiming = MyArray2.size();
            System.out.println(ntangcaiming);

            System.out.print("The array after deleting the inserted number 1 is ：   ");

            Array MyArray3 = new Array(MyArray2.Array_Delete(5));
            System.out.println(MyArray3);
            System.out.print("The number of elements in the array is:  ");
            ntangcaiming = MyArray3.size();
            System.out.println(ntangcaiming);

• 运行结果截图：

• 线性结构之数组（5）
• 按照要求，我选择的是选择排序法：
• 相关代码如下：

 public String Array_Selection_sort() {
        int[] temp_MyArray = new int[MyArray.length];
        for (int i = 0 ; i < MyArray.length; i ++){
            temp_MyArray[i] = Integer.parseInt(MyArray[i]);
        }

        String result = "";
        for (int i = 0; i < temp_MyArray.length - 1 ; i++){
            for (int j = i + 1;j < temp_MyArray.length; j++ ){
                if (temp_MyArray[i]<temp_MyArray[j]){
                    int temp = temp_MyArray[i];
                    temp_MyArray[i] = temp_MyArray[j];
                    temp_MyArray[j] = temp;
                    String every = "";
                    for (int data : temp_MyArray){
                        every += data + " ";
                    }
                    result += "The list sorted by the SelectSorting is :  " + every + "
" +
                            "The number of elements in the array is:  :" + MyArray.length + "
";
                }
            }
        }
        return result;
    }

• 本次提交点的相关代码(有删减)：

            System.out.println("实验的第三部分：");
            System.out.print(MyArray3.Array_Selection_sort());

• 运行结果截图（仅部分）
  

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测试过程及遇到的问题

• 问题1：
  
• 解决：

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分析总结

• 这是一个全新的内容，与我们原来所学的相关，且更深一层并更接近了我们的生活，虽然项目的开发过程的某些代码的含义还不能完全明白，但在以后的过程中会逐一认识、了解并掌握。

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代码托管

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参考资料

Intellj IDEA 简易教程
Android开发简易教程
Android studio项目上传至oschina（码云）教程

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