學號 2017-2018-2 《程式設計與資料結構》實驗三報告

課程：《程式設計與資料結構》

班級： 1723

姓名： 康皓越

學號：20172326

實驗教師：王志強

實驗日期：2018年11月19日

必修/選修： 必修

1.實驗內容

• 實驗1：
  定義一個Searching和Sorting類，並在類中實現linearSearch（教材P162）,SelectionSort方法（P169），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。
• 實驗2：
  重構你的程式碼。把Sorting.java Searching.java放入cn.edu.besti.cs1723.（姓名首字母+四位學號）包中（例如：cn.edu.besti.cs1723.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）。
• 實驗3：
  參考
  部落格，補充查詢演算法，提交執行結果截圖。
• 實驗4：
  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(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。

• 實驗5：
  編寫Android程式對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。

  2. 實驗過程及結果

  實驗一

• 利用JUnit進行測試，所需的linearSearch、SelectionSort之前已經寫好，只需要根據要求進行測試即可。可以提前設定好需要傳入equals方法的引數，也可以直接在方法中寫。
• 以下是各種測試的情況：

• 
  
  

實驗二

• 在虛擬機器Linux上進行相關操作，程式碼都是已經寫好的，但是虛擬機器出了很多問題，費了一番功夫後就弄好了。
• 這些是在虛擬機器上進行建包、測試的結果截圖：
• 
  
  
  

實驗三

• 除了書上介紹過的查詢演算法外，這篇部落格還介紹了插值查詢和斐波那契查詢，雖然給出的是C語言程式碼，但是我們依舊可以理解，並在此基礎上給出Java的程式碼。其中斐波那契查詢是二分查詢的一種變形，將黃金比例的思想運用在分割陣列中，從而提高了效率。
• 實驗程式碼與實驗結果：
• 

 public void Fibonacci(int a[]) {
        a = b;
        a[0] = 0;
        a[1] = 1;
        for (int i = 2; i < a.length; i++)
            a[i] = a[i - 1] + a[i - 2];
    }

    public int FibonacciSearch(int array[],int key)  //a為要查詢的陣列,n為要查詢的陣列長度,key為要查詢的關鍵字
    {
        if (array == null || array.length == 0) {
            return -1;
        } else {
            int length = array.length;
            int[] fb = makeFbArray(length + 2);
            int k = 0;
            while (length > fb[k] - 1) {// 找出陣列的長度在斐波數列（減1）中的位置，將決定如何拆分
                k++;
            }
            int[] temp = Arrays.copyOf(array, fb[k] - 1);
            for (int i = length; i < temp.length; i++) {
                if (i >= length) {
                    temp[i] = array[length - 1];
                }
            }
            int low = 0;
            int hight = array.length - 1;
            while (low <= hight) {
                int middle = low + fb[k - 1] - 1;
                if (temp[middle] > key) {
                    hight = middle - 1;
                    k = k - 1;
                } else if (temp[middle] < key) {
                    low = middle + 1;
                    k = k - 2;
                } else {
                    if (middle <= hight) {
                        return middle;// 此時mid即為查詢到的位置
                    } else {
                        return hight;// 此時middle的值已經大於hight,進入擴充套件陣列的填充部分,即最後一個數就是要查詢的數。
                    }
                }
            }
            return -1;
        }
    }
 

實驗四

• 補充排序方法，並進行測試。
• 在之前已經實現的二叉查詢樹和堆的基礎上，進行排序。希爾排序，是插入排序的一種變形，我們可以發現，插入排序每次將兩個相鄰的元素進行比較，然後再根據大小調整。而希爾排序通過將設定一個值，並不斷減小其大小，使得一個無序陣列不斷趨於有序，這樣一來，在初始值變為1時，也就是最終執行插入排序時，整個陣列已經較為有序，從而提高排序的效率。
• 以下是補充的程式碼和測試結果：
  

 public String HeapSort(Object a[]){
        String res="";
        HeapSort heapSort= new HeapSort();
        heapSort.HeapSort(a);

        for(int i2 =a.length-1;i2>=0;i2--){
            res += a[i2]+" ";
        }
        return res;
    }

    public <T extends Comparable<T>> String BinaryTreeSort(T a[]){
        Comparable[] B = a;
        LinkedBinarySearchTree lbst = new LinkedBinarySearchTree();
        String res="";
        for(int i=0;i<a.length;i++){
            lbst.addElement(B[i]);
        }

        Object[] sortarray = new Object[a.length];
        for (int i =0;i<a.length;i++){
            sortarray[i]=lbst.removeMin();
        }

        for(int i2 =0;i2<sortarray.length;i2++){
            res += sortarray[i2]+" ";
        }
        return res;
    }


    public  <T extends Comparable<T>> String ShellSort(T[] data, int i){
        int gap = i;
        int length = data.length;
        String res="";

        while(gap>=1){

            for(int index=0;index<length-gap;index++){
                if(data[index].compareTo(data[index+gap])>0)
                    swap(data,index,index+i);
                count2++;
            }
            gap=gap-1;
            ShellSort(data,gap);
        }
        for(int i2 =0;i2<data.length;i2++){
            res += data[i]+" ";
        }
        return res;
    }

實驗五

• 將查詢排序程式碼在安卓上實現，很久沒有接觸安卓，很多操作、方法都已經遺忘，所以從頭複習了一遍一些基本的方法，然後將其移植在了安卓上。
• 實驗結果，因為較多，就不一一展示，在此節選了部分：

3. 實驗過程中遇到的問題和解決過程

• 類轉化丟擲異常

• 

• 在進行測試時，需要傳入引數，因此，將程式碼部分進行了修改，將方法頭申明的泛型改為了具體的資料型別。之後就丟擲了異常。按理說，Object類是所有類的父類，但是卻不能轉化為comparable。為了使前後資料型別相同，我將陣列申明為了Object型，但是，我們知道子類可以繼承父類的性質，但是，子類的性質父類不一定會有，所以，將我們可以將傳入一個comparable的陣列，而不是一個object型的。

其他（感悟、思考等）

• 這次實驗主要是增強了對相關演算法的理解，同時熟悉了AndroidStudio的部分基礎操作

參考資料

• http://www.cnblogs.com/maybe2030/p/4715035.html