一、課程內容總結

第一章 緒論

• Java是面向物件程式設計語言。
• 註釋： 應闡明程式編寫目的並描述處理步驟，一般用“//”或“/* */”或“/** */”來標明。
• 識別符號： 由數字、字母、下劃線及美元符號組成（數字不能做開頭）（習慣上定義常數大寫），空白： 空格鍵、Tab鍵、回車換行鍵（單詞與符號的分隔符）。
• 計算機語言發展：機器語言、組合語言、高階語言、第四代語言，Java語言是高階語言。
• 錯誤：1.編譯時錯誤：發生語法錯誤。 2. 執行時錯誤:此時要進行異常處理。 3. 邏輯錯誤：編譯執行沒有問題，但是得到的結果與預期不符。
• 四個基本的開發行為： 1. 建立需求 2. 生成設計 3. 實現設計 4. 測試。
• 基本術語：物件 屬性 方法 類 封裝 繼承 多型。
• 類由class定義，類是物件的藍圖，由一個類定義可以得到多個物件。

第二章 資料和表示式

• print及println方法
• 字串連線："+"
• 轉義字元：\b：回退鍵 \t：製表符 \n；換行 \r：回車 \ "：雙引號 \ '：單引號 \ \：反斜槓
• 變數宣告：通知程式預留位置並標誌儲存位置名稱
• 變數名=（賦值）變數值
• 常量：final，其值不能改變
• 基本資料型別： 8種(byte,short,int,long,float,double,boolean,char)
• boolean只有true和false
• 算術運算：+、-、*、/、%， 關係運算：、>、>=、<、<=、==、!=， 邏輯運算：&&、||、!
• 運算子優先順序：相同優先順序滿足從左到右的結合律。
• 自增，自減：i++、i--、++i、--i
• 基本型別之間的轉換：三種轉換方法：1. 賦值型別轉換。2. 提升型別轉換。3. 強制型別轉換。同時要注意避免壓縮型別轉換，可能會丟失資訊。
• System.in 與System.out.println
• Scanner類方法：next();nextInt();nextFloat();useDelimiter()等

第三章 類與物件

• new：返回指向新建立物件的引用
• 多個引用變數可以指向同一個物件
• String類方法：compareTo (String str)；equals();equalsIgnoreCase()(可以忽略大小寫比較，在使用者進行選擇時常用）;length()等。
• Java標準類庫中的類按包來組織。每個類都屬於一個具體的包。呼叫時用import java.util.*；import java.lang.*等。
• Random類：偽隨機數生成器執行復雜的計算產生隨機數
• Math類：方法都是靜態的，可以直接呼叫。
• NumberFormat類：有兩個方法getCurencyInstance和getPercentInstance返回用於格式化數值的物件。getCurencyInstance返回貨幣格式物件，getPercentInstance返回百分比格式物件。
• DecimalFormat類：按慣例使用new運算子來例項化物件。
• 包裝器類：Integer.parselnt( ) Integer.toHexString( )分別是字串轉為int型別，以及將int型別轉為字串型別。

第四章 編寫類

• 類：資料宣告（變數/常量）+方法（函式）。
• 類是物件的抽象\藍圖，而物件是類的具體例項。
• UML類圖：實現、關聯、聚合、組合、繼承。
• 封裝：有些物件要進行封裝，從而防止對該物件的資料進行不適當的訪問。常用的修飾符有public、private。
• 靜態類
  1.靜態變數（static）：有時也稱類變數，它由類的所有例項共享，在一個物件中修改靜態變數的值，就等於修改了其他所有物件中該靜態變數的值。
  2.靜態方法：不需要為了呼叫方法而例項化類的一個物件，只能訪問靜態變數或區域性變數。
• 類關係：依賴，聚合。

第五章 條件判斷與迴圈

• if與if-else語句
• 浮點數的比較：計算兩個差值的絕對值，在與公差進行比較。
• 字元比較：Unicode順序，大小寫字母，數字要聯絡ASCII表中的編碼。
• 對角比較：equals。
• switch語句:switch(){case :break;default:}
• while語句 break跳出迴圈。
• do-while 語句:do{}while();
• for 語句:for( ; ; )，與while等價

第六章 面向物件設計

• 封裝繼承多型。
• extends繼承，程式碼複用，Java只支援單繼承。
• super與this常用於呼叫構造方法。
• 方法過載與重寫：過載：根據引數型別與數量確定初始化方法 重寫：重新編寫父類方法。
• Object類是所有類的父類。
• abstract抽象類達抽象概念，不能用new例項化。
• 抽象類的子類：實現父類的抽象方法變成具體類，不實現父類抽象方法仍要用abstract修飾。
• this關鍵字的使用時呼叫自己類中的方法，主要是為了避免與其他類中相同名稱的方法弄混。
• 多型引用在不同的時候可以指向不同型別的物件。
• 多型引用執行時才將方法呼叫與它的定義繫結在一起。
• 引用變數可以指向宣告繼承於它的任意類的任何物件。
• 介面是一組抽象方法，與抽象類一樣不能被例項化。
• 介面層次：介面可以繼承介面；類可以實現介面，但不能繼承介面。
• Comparable介面：compareTo()
• 和class一樣，介面可以用來宣告物件引用變數。
• 介面引用可以指向實現這個介面的任意類的作何物件。
• 方法的引數可以是多型的。

第七章 異常

• 錯誤和異常（exception）都是物件，代表非正常情況或無效處理。
• 錯誤（Error）不用捕獲。
• 處理異常：在異常發生的地方處理；在程式的其他地方處理。
• 程式中出現異常不捕獲異常，程式會崩潰。
• try-catch 語句： Java中把正常流程放try塊中，錯誤（異常）處理放catch塊中，每個catch 子句處理try塊中可能丟擲的一種特定型別的異常，注意多個catch一定把父類放後面處理， finally：總會執行，用於資源管理。
• finally語句：無論try語句處理情況如何，最後都將執行finally語句。同時，如果有finally子句，則必須跟在catch子句後面。
• 如果沒有在異常發生處捕獲及處理，異常會被傳播給呼叫的方法。
• throw：方法中丟擲Checked Exception，方法宣告中必須有throws。
• Java異常處理是要處理Exception類及其子類。
• 產生RuntimeException的問題在呼叫程式碼。
• I/O異常： 幾乎所有的IO API都可能丟擲異常。

第八章 棧

• 棧是一種線性集合，遵循先進後出（LIFO）原則，
• 棧常見的方法

1. push（):將元素新增到棧頂
2. pop():刪除棧頂元素
3. peek():檢視棧頂元素
4. isEmpty():判斷棧是否為空
5. size():判斷棧中元素的個數

• 使用棧計算字尾表示式：算術表示式有三種寫法，字首，中綴，字尾表示式。用棧來計算字尾表示式時，在從左到右掃描表示式，運算元入棧，遇到操作符則pop兩個數計算後再push。
• 用陣列實現棧的操作，ArrayStack類，用連結串列實現，LinkedStack類。
• 連結串列：與有固定大小的陣列不一樣，連結串列沒有容量上限。
• 連結串列被看成是一個動態結構，它的大小總隨著所儲存的元素個數在變大或變小。
• 連結串列是由具有相同資料型別的元素構成的序列。
• 在使用連結串列時，需要定義結點，通常，我們採用LinearNode類來實現。

第九章 佇列與列表

• 佇列是一個線性集合，它在一端新增元素，在另一端刪除元素————先進先出（FIFO），第一個進入的元素，也就是第一個退出的元素。
• 一般把一端作為佇列的前端（front/head），一端作為末端（rear/tail）。
• 佇列常見方法
1. enqueue（):向佇列末端新增一個元素
2. dequeue():向佇列前端刪除一個元素
3. first():檢視佇列前端元素
4. isEmpty():判斷佇列是否為空
5. size():判斷佇列中元素的個數
• 由於佇列操作會修改集合的兩端，所以我們可以在一端固定一個索引為0的元素。
• 佇列與列表都可用陣列與連結串列來實現。對於佇列，有LinkedQueue與ArrayQueue，對於列表，則有LinkedList與ArrayList。
• 特別的，對於ArrayList類，集合是可變大小的，是按所需來進行空間分配的，這是由列表的特性決定的。因此，這種類在空間管理上十分高效，不會造成浪費。
• 列表裡定義了Iterator方法，該方法是在集合上進行迭代操作，並返回一個Iterator物件。
• 佇列常見方法
  • removeFirst（):從列表中刪除第一個元素
  • removeLast():從列表中刪除最後一個元素
  • first():檢視列表第一個元素
  • last():檢視列表最後一個元素
  • contains：確定列表是否包含某種特定元素
  • isEmpty():判斷列表是否為空
  • size():判斷列表中元素的個數
  • 對有序列表 add：向列表中新增元素
  • 對無序列表 addToFront(新增元素到列表頭）, AddToRear（新增元素到列表尾）， AddAfter（新增元素到某個特定元素之後）。

第十章 選擇與查詢

• 線性查詢：設定哨兵在陣列開頭或結尾，以便提高查詢效率。
• 二分查詢：從中間開始，要求表是有序的，每次比較後可以減少查詢池中的一半元素
• 分塊查詢：先二分查詢，再線性查詢
• 雜湊查詢：直接通過關鍵字找到儲存地址。
• 雜湊查詢

排序

• 選擇排序：分別將每個值放在排好序的最終位置，從而完成一組值的排序。
• 插入排序：將一個具體的值插入到表中已有序的子系列中，從而完成一組值的排序。
• 氣泡排序：重複地比較表中的相鄰元素，如果它們不符合要求則交換他們。
• 快速排序：根據一個任意選定的劃分元素來對錶進行劃分，然後再遞迴地對劃分元素兩邊的欄位進行排序，從而完成對錶的排序。
• 歸併排序：遞迴地對分表，知道每個子表只含有一個元素時為止，然後再將子表按序合併，從而完成對錶的排序。

第十一章 樹

• 樹：節點+邊
• 完全二叉樹（滿二叉樹也是完全二叉樹）
• 樹的遍歷： 先序遍歷、 中序遍歷、 後序遍歷、 層序遍歷
• 二叉樹的實現
• 決策樹:用二叉樹來表示。

• 二叉查詢樹： 查詢、插入、 刪除
• 二叉查詢樹的實現
• 平衡二叉查詢樹

第十二章 堆

• 堆：完全二叉樹（根節點小於左右孩子）
• 堆的實現
• 堆排序
• 優先佇列：具有更高優先順序的項排在前面，具有相同優先順序的項按先進先出的規則排列。

第十三章 圖

• 無向圖：圖中表示邊的頂點對是無序的圖是無向圖，意味著兩點間的連線是雙向的。
• 有向圖：圖中的邊是頂點的有序對的圖為有向圖，意味著有向圖的邊是有方向的邊。
• 帶權圖：圖中每條邊都對應一個權值的圖成為帶權圖，有時也稱為網路。
• 圖遍歷：廣度優先遍歷、 深度優先遍歷
• 無向圖的最小生成樹（Prim演算法或Kruscal演算法）
• 有向圖的拓撲排序
有向圖的最短路徑求解: Dijkstra演算法。
• 圖的實現策略：鄰接表鄰接矩陣

二、作業總結

作業1：面向物件程式設計1，面向物件程式設計2，面向物件程式設計3 ，面向物件程式設計4 ，面向物件程式設計5

• 提交最後三個JUnit測試用例
• 以 TDD的方式研究學習StringBuffer。
• 對設計模式示例進行擴充，體會OCP原則和DIP原則的應用，初步理解設計模式
• 以TDD方法開發一個複數類Complex
• 使用StarUML進行建模

作業2：封裝繼承多型重寫過載檔案字元位元組讀寫

   編寫一組程式，要體現一下知識點：
　　　　　　（1）繼承
　　　　　　（2）多型
　　　　　　（3）重寫
　　　　　　（4）過載
　　　　　　（5）目錄建立
　　　　　　（6）檔案建立
　　　　　　（7）位元組流讀寫
　　　　　　（8）字元流讀寫

作業3：實現自己的ArrayList

• 編寫自己的ArrayList類

•  實現增加、刪除、修改、查詢、判斷是否為空、返回list長度等操作。

• 測試

作業4：實驗四 （1）Java Socket程式設計

（2）Java和密碼學

（3）編寫有理數/複數計算器

（4）遠端有理數計算器

（5）遠端複數計算器

作業5： ArrayStack類測試

• 撰寫自己的類；
• 提供StackADT，ArrayStack（框架），實現ArrayStack裡面的剩餘方法；
• 編寫測試類，測試所寫的方法是否正確。

作業6：棧應用-進位制轉換

• 要求輸入一個十進位制數，轉換成任意進位制數並輸出

作業7：最小生成樹測試

• 畫出Prim演算法的最小生成樹的生成過程
• 畫出Kruscal演算法的最小生成樹的生成過程
• 計算最小權值

作業8：最後一次測試

三、實驗報告連結彙總

實驗一：linux基礎與java開發環境

• 基於命令列和IDEA（Intellj IDEA 簡易教程]進行簡單的Java程式編輯、編譯、執行和除錯。
• 練習Linux基本命令；
• 學習Java程式的JDB除錯技能
• 編寫簡單的Java程式。

實驗二：Java基礎（資料/表示式、判定/迴圈語句）

• 編寫簡單的計算器，完成加減乘除模運算。
• 要求從鍵盤輸入兩個數，使用判定語句選擇一種操作，計算結果後輸出，然後使用判定和迴圈語句選擇繼續計算還是退出。
• 編寫測試程式碼，測試驗證。

實驗三：面向物件程式設計

• 初步掌握單元測試和TDD
• 理解並掌握面向物件三要素：封裝、繼承、多型
• 初步掌握UML建模

實驗四：Java Socket程式設計與密碼學

• Java Socket程式設計
• Java和密碼學
• 編寫有理數/複數計算器
• 遠端有理數計算器
• 遠端複數計算器

實驗五和六：線性結構之連結串列

• 連結串列練習，要求實現下列功能：通過鍵盤輸入一些整數，建立一個連結串列；這些數是你學號中依次取出的兩位數。 再加上今天的時間。列印所有連結串列元素， 並輸出元素的總數。
• 連結串列練習，要求實現下列功能：實現節點插入、刪除、輸出操作；繼續你上一個程式， 擴充套件它的功能；從磁碟讀取一個檔案，完成相關操作。
• 連結串列練習，要求實現下列功能：用氣泡排序法或者選擇排序法根據數值大小對連結串列進行排序；
• 在android上實現實驗（1）和（2）
• 在android平臺上實現實驗（3)

實驗七：查詢與排序

• 定義一個Searching和Sorting類，並在類中實現linearSearch,SelectionSort方法，最後完成測試
• 重構你的程式碼
• 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
• 補充實現課上講過的排序方法：希爾排序，堆排序，二叉樹排序等
• 編寫Android程式對實現各種查詢與排序演算法進行測試

實驗八：樹

• 參考教材完成鏈樹LinkedBinaryTree的實現（getRight,contains,toString,preorder,postorder）
• 基於LinkedBinaryTree，實現基於（中序，先序）序列構造唯一一棵二㕚樹的功能，比如給出中序HDIBEMJNAFCKGL和後序ABDHIEJMNCFGKL,構造出附圖中的樹
• 自己設計並實現一顆決策樹
• 輸入中綴表示式，使用樹將中綴表示式轉換為字尾表示式，並輸出字尾表示式和計算結果

實驗九：圖

• 初始化：根據螢幕提示（例如：輸入1為無向圖，輸入2為有向圖）初始化無向圖和有向圖（可用鄰接矩陣，也可用鄰接表），圖需要自己定義（頂點個數、邊個數，建議先在草稿紙上畫出圖，然後再輸入頂點和邊數）
• 圖的遍歷：完成有向圖和無向圖的遍歷（深度和廣度優先遍歷）
• 完成有向圖的拓撲排序，並輸出拓撲排序序列或者輸出該圖存在環
• 完成無向圖的最小生成樹（Prim演算法或Kruscal演算法均可），並輸出
• 完成有向圖的單源最短路徑求解（迪傑斯特拉演算法）

四、程式碼託管連結

給出statistic.sh的執行結果，

總計：3076行，（截圖如下）

ps：有許多程式碼之前都被自己刪了，就連考試時的程式碼也基本都被自己刪完了，有些dat檔案之類的也沒了，感覺少了好多程式碼，基本idea裡只剩了幾次實驗的。我太難了

課程收穫或不足

1.自己的收穫：java作為自己學習的第二門語言學科，本以為在學習了C後應該會比較簡單，但隨著學習進度的逐漸延伸，慢慢發現java的難度遠超預期，尤其是資料結構，裡面有很多知識點，需要自己去理解，去掌握，最後用程式碼將其實現。在學習java的過程中，最大的收穫就是鍛鍊了自己的抽象思維能力。在學習資料結構相關內容時，裡面的結構很多都是比較抽象的，需要自己課下花大量時間去琢磨，鑽研。儘管過程很痛苦，因為實在是看不懂，但當自己成功的將程式碼實現，自己會感到特別的愜意，那是自己努力了很久，終於把這個問題解決了的感覺。忽然之前難受也就感覺沒啥了。並且，還認識了這麼一位好的老師，答疑解惑耐心負責，我也因此才能在課下練習和課上聽講上有所收穫。最後，自己的自學能力得到了極大的強化，因為實在有很多知識點不瞭解，只能逼著自己去上網找相關解讀，比如CSDN，去B站找相關視訊，課下找相關輔導書，不管如何，自己的自學能力總算有了不小的進步。

2.自己需要改進的地方：學習的效率有時候確實有些低下，就感覺不知道該往哪走，就胡亂看書，搞了半天，還是啥也不會。感覺自己遇到問題可以多向老師或者同學請教，給自己指明方向，這樣自己會節約很多不必要的時間。效率也能提高不少。再就是，相關理性思維能力仍需提高，平時學習中，很多時候自己確實看了想關知識點，但總感覺不是很能完全吃透，很難做到舉一反三這類。最後，就是自己在課下學習的時間應該增加，學習還是得靠自己，光靠上課是不夠的，自己平時花的時間確實少了，以後，要鑽研透，還是得多磨。不管怎樣，路漫漫其修遠兮，吾將上下而求索。