# 20202303 2021-2022-1 《資料結構與面向物件程式設計》實驗一報告

課程：《程式設計與資料結構》
班級： 2023
姓名： 馬瀾
學號：20202303
實驗教師：王志強
實驗日期：2021年11月11日
必修/選修： 必修

## 1.實驗內容

• 1. 定義一個Searching和Sorting類，並在類中實現linearSearch,SelectionSort方法，最後完成測試。
     要求不少於10個測試用例，提交測試用例設計情況（正常，異常，邊界，正序，逆序），用例資料中要包含自己學號的後四位
     提交執行結果圖。

  2. 重構你的程式碼
     把Sorting.java Searching.java放入 cn.edu.besti.cs2023.（姓名首字母+四位學號） 包中（例如：cn.edu.besti.cs1823.G2301）
     把測試程式碼放test包中
     重新編譯，執行程式碼，提交編譯，執行的截圖（IDEA，命令列兩種）

  3. 參考http://www.cnblogs.com/maybe2030/p/4715035.html ，學習各種查詢演算法並在Searching中補充查詢演算法並測試
     提交執行結果截圖

  4. 實現排序方法等(至少3個)
     測試實現的演算法（正常，異常，邊界）
     提交執行結果截圖（如果編寫多個排序演算法，即使其中三個排序程式有瑕疵，也可以酌情得滿分）

  5. 編寫Android程式對實現各種查詢與排序演算法進行測試
     提交執行結果截圖
     推送程式碼到碼雲（選做，額外加分）

## 2. 實驗過程及結果
（1）定義一個Searching和Sorting類，並在類中實現linearSearch,SelectionSort方法，最後完成測試。
要求不少於10個測試用例，提交測試用例設計情況（正常，異常，邊界，正序，逆序），用例資料中要包含自己學號的後四位
提交執行結果圖。

在進行排序設計時，可以採用類似“哨兵”思想，提高線性查詢效率，並設計測試各種情況下演算法的執行結果。相關的程式碼傳送到碼雲，以下展示測試情況，如圖。

（2）重構你的程式碼
把Sorting.java Searching.java放入 cn.edu.besti.cs2023.（姓名首字母+四位學號） 包中（例如：cn.edu.besti.cs1823.G2301）
把測試程式碼放test包中
重新編譯，執行程式碼，提交編譯，執行的截圖（IDEA，命令列兩種）

第一，將這兩個程式碼放入包中，一般可以滑鼠拖動，或者直接寫入程式，點選紅色小燈泡就可以建立包並且放入，如圖。

第二，重新編譯，執行程式碼，提交編譯，執行的截圖（IDEA）

第三，重新編譯，執行程式碼，提交編譯，執行的截圖（命令列），在這裡我重新寫了程式，而且進行了分開測試，所以每一個程式都有十個測試用例。

程式碼如下：

測試如下：

(3)參考http://www.cnblogs.com/maybe2030/p/4715035.html ，學習各種查詢演算法並在Searching中補充查詢演算法並測試
提交執行結果截圖

要實現查詢，對於之前的以及需要學習的出現好幾種，需要我們一一實現。

1.順序查詢：從資料結構線形表的一端開始，順序掃描，依次將掃描到的結點關鍵字與給定值k相比較，若相等則表示查詢成功；若掃描結束仍沒有找到關鍵字等於k的結點，表示查詢失敗。

2.二分查詢：也稱為是折半查詢，屬於有序查詢演算法。用給定值k先與中間結點的關鍵字比較，中間結點把線形表分成兩個子表，若相等則查詢成功；若不相等，再根據k與該中間結點關鍵字的比較結果確定下一步查詢哪個子表，這樣遞迴進行，直到查詢到或查詢結束髮現表中沒有這樣的結點。

3.插值查詢：也就是將上述的比例引數1/2改進為自適應的，根據關鍵字在整個有序表中所處的位置，讓mid值的變化更靠近關鍵字key，這樣也就間接地減少了比較次數。

4.斐波那契查詢：二分查詢的一種提升演算法，通過運用黃金比例的概念在數列中選擇查詢點進行查詢，提高查詢效率。

5.二叉樹查詢：二叉查詢樹是先對待查詢的資料進行生成樹，確保樹的左分支的值小於右分支的值，然後在就行和每個節點的父節點比較大小，查詢最適合的範圍。演算法中需要頻繁用到遞迴思想，需要注意基本情形的設定，避免無窮遞迴。

6.分塊查詢：將n個數據元素"按塊有序"劃分為m塊（m ≤ n）。每一塊中的結點不必有序，但塊與塊之間必須"按塊有序"。要做到塊與塊之間有序，可以自己手動設定界限，來將元素分塊。

7.鏈地址查詢：將全部具有同樣雜湊地址的而不同keyword的資料元素連線到同一個單鏈表中。假設選定的雜湊表長度為m，則可將雜湊表定義為一個有m個頭指標組成的指標陣列T[0..m-1]。凡是雜湊地址為i的資料元素，均以節點的形式插入到T[i]為頭指標的單鏈表中。而且新的元素插入到連結串列的前端，這不僅由於方便。還由於常常發生這種事實：新近插入的元素最優可能不久又被訪問。

8.線性查詢：線性探測法的地址增量di = 1, 2, ... , m-1，當中，i為探測次數。該方法一次探測下一個地址。知道有空的地址後插入。若整個空間都找不到空餘的地址，則產生溢位。

補充演算法截圖如下：

結果如下：

（4）實現排序方法等(至少3個)
測試實現的演算法（正常，異常，邊界）
提交執行結果截圖（如果編寫多個排序演算法，即使其中三個排序程式有瑕疵，也可以酌情得滿分）

我選擇的排序方法為堆排序，希爾排序，樹排序三個方法。

。希爾排序：把記錄按下標的一定增量分組，對每組使用直接插入排序演算法排序；隨著增量逐漸減少，每組包含的關鍵詞越來越多，當增量減至1時，整個檔案恰被分成一組，演算法便終止

。堆排序：堆是一個近似完全二叉樹的結構，並同時滿足堆積的性質：即子結點的鍵值或索引總是小於（或者大於）它的父節點

。二叉樹排序：

（5）編寫Android程式對實現各種查詢與排序演算法進行測試
提交執行結果截圖
推送程式碼到碼雲（選做，額外加分）

對於安卓平臺的編寫以及製作如下，這次我選擇了Genymotion的小手機。

## 3. 實驗過程中遇到的問題和解決過程
- 問題1：在編寫第二個命令列的時候，一開始採用了IDEA自己的local自己進行java與javac的操作，然後一直彈錯誤，怎麼改都不對，麻了，如圖：

- 問題1解決方案：最後選擇了虛擬機器上命令列操作，雖然覺得有一絲絲變簡單了的意思，但沒辦法了，程式碼越改越亂，我怕了。
- 問題2：在進行虛擬機器操作時，由於我自己可能老了，記不住了，格式一直出錯，如圖：

- 問題2解決方案：上網搜了一下，直接javac之後換成java+檔名就行，不用寫java了。
- 問題3：在編寫遞迴方法的時候，程式在執行的時候反反覆覆，遞迴之後不發生變化。

- 問題3解決方案：最後看那個標準程式碼，發現自己少寫了mid的變化遞迴。這一步found很重要。

- 問題4：在虛擬安卓機的過程中，操作不太熟練來著，稍微動一動就標紅，寫出了一個好醜的佈局。

-問題4解決方案：唯手熟爾。

## 其他

感悟：感覺排序好難啊，尤其是程式碼，有時候就真的看不懂唄，而且安卓機真的難，我都建立好幾個了，都想罵人了。而且最近的實驗越來越難了，對我自己來說，真的有點痛苦，無語子。而且尤其是排序演算法和資料結構這一塊，還是不太熟練的樣子，希望下次繼續加油！！！

## 參考資料

- 《Java程式設計教程（第九版）》

- 《Java軟體結構與資料結構（第四版）》

- 網頁搜尋資料：https://blog.csdn.net/qq_26219679/article/details/79647221

- 網頁搜尋資料：https://blog.csdn.net/weixin_30384217/article/details/99115000