20172323 2018-2019-1 《程序设计与数据结构》实验一报告
20172323 2018-2019-1 《程序设计与数据结构》实验一报告
课程：《程序设计与数据结构》
班级： 1723
姓名： 王禹涵
学号：20172323
实验教师：王志强
实验日期：2018年10月6日
必修/选修： 必修
1.实验内容
线性结构之链表
链表练习，要求实现下列功能：
（1）通过键盘输入一些整数，建立一个链表；
这些数是你学号中依次取出的两位数再加上今天的时间。
例如你的学号是 20172301
今天时间是 2018/10/1， 16：23：49秒
数字就是
20， 17，23，1， 20， 18，10，1，16，23，49
打印所有链表元素， 并输出元素的总数。
在你的程序中，请用一个特殊变量名来纪录元素的总数，变量名就是你的名字。
例如你叫 张三， 那么这个变量名就是int nZhangSan = 0;//初始化为 0.
做完这一步，把你的程序签入源代码控制（git push）。
（2）实现节点插入、删除、输出操作；
继续你上一个程序， 扩展它的功能，每做完一个新功能，或者写了超过10行新代码，就签入代码，提交到源代码服务器；
从磁盘读取一个文件， 这个文件有两个数字。
从文件中读入数字1， 插入到链表第 5 位，并打印所有数字，和元素的总数。 保留这个链表，继续下面的操作。
从文件中读入数字2， 插入到链表第 0 位，并打印所有数字，和元素的总数。 保留这个链表，并继续下面的操作。
从链表中删除刚才的数字1. 并打印所有数字和元素的总数。
签入所有代码。
（3）使用冒泡排序法或者选择排序法根据数值大小对链表进行排序；
如果你学号是单数， 选择冒泡排序， 否则选择选择排序。
在排序的每一个轮次中， 打印元素的总数，和目前链表的所有元素。
在（2）得到的程序中继续扩展， 用同一个程序文件，写不同的函数来实现这个功能。 仍然用 nZhangSan （你的名字）来表示元素的总数。
线性结构之数组
数组练习，要求实现下列功能：
（1）通过键盘输入一些整数，建立一个链表；
这些数是你学号中依次取出的两位数。再加上今天的时间。
例如你的学号是 20172301
今天时间是 2018/10/1， 16：23：49秒
数字就是
20， 17，23，1， 20， 18，10，1，16，23，49
打印所有数组元素， 并输出元素的总数。
在你的程序中，请用一个特殊变量名来纪录元素的总数，变量名就是你的名字。 例如你叫 张三， 那么这个变量名就是
int nZhangSan = 0; //初始化为 0
做完这一步，把你的程序签入源代码控制（git push）。
（2）实现节点插入、删除、输出操作；
继续你上一个程序， 扩展它的功能，每做完一个新功能，或者写了超过10行新代码，就签入代码，提交到源代码服务器；
从磁盘读取一个文件， 这个文件有两个数字。
从文件中读入数字1， 插入到数组第 5 位，并打印所有数字，和元素的总数。 保留这个数组，继续下面的操作。
从文件中读入数字2， 插入到数组第 0 位，并打印所有数字，和元素的总数。 保留这个数组，并继续下面的操作。
从数组中删除刚才的数字1. 并打印所有数字和元素的总数。
签入所有代码。
（3）使用冒泡排序法或者选择排序法根据数值大小对数组进行排序（2分）；
如果你学号是单数， 选择选择排序， 否则选择冒泡排序。
在排序的每一个轮次中， 打印元素的总数，和目前数组的所有元素。
在（2）得到的程序中继续扩展， 用同一个程序文件，写不同的函数来实现这个功能。 仍然用 nZhangSan （你的名字）来表示元素的总数。
2. 实验过程及结果
链表
链表部分的实现依托之前做过的实践链表插入。因此本次实验要求的创建链表、插入、删除、选择排序等等都已经解决，参照之前写过的课堂实践，只有几个小地方需要编写
从磁盘文件中读入数字
String path = "C:\\Users\\10673\\IdeaProjects\\20172323_wang_yuhan_new\\src\\Week03\\number.txt";//引号内是所读磁盘文件的地址
File file = new File(path);
BufferedReader bw = new BufferedReader(new FileReader(file));
String line = bw.readLine();
要读入的文件
冒泡排序
虽然最后要求可以不用冒泡排序，但是我还是想尝试一下。
冒泡排序算法的原理如下：
1.比较相邻的元素。如果第一个比第二个大，就交换他们两个。
2.对每一对相邻元素做同样的工作，从开始第一对到结尾的最后一对。在这一点，最后的元素应该会是最大的数。
3.针对所有的元素重复以上的步骤，除了最后一个。
4.持续每次对越来越少的元素重复上面的步骤，直到没有任何一对数字需要比较。
明白了基本原理，再参见了一些经验Java中的经典算法之冒泡排序(Bubble Sort)。我大致明白了如何完成冒泡排序的操作。首先是要实现一个双重循环语句，内层控制一个数与之后的数值进行比较，如果前一个值大于后一个值就交换顺序，如果小于就进行外层循环，变换执行内层循环的值（当前数字集合的第一个值），直到排序完成。
for(int i=1;i<arr.length;i++){
for(int j=1;j<arr.length-i;j++){
//交换位置
}
进行内层的比较时需要设置一个中间变量temp，因为是用数组来存储这一串数字。具体代码如下
if (Integer.parseInt(arr[j]) > Integer.parseInt(arr[j + 1])){
String temp = arr[j];
arr[j] =arr[j + 1];
arr[j + 1] = temp;
}
同时为了满足“在排序的每一个轮次中， 打印元素的总数，和目前数组的所有元素。”需要在每个内层循环中输出，元素总数用数组的长度表示。
System.out.println("(第" + n +"次排序)");//n在每次循环后加一表示循环的次数
System.out.println("当前链表为：");
for(String num:arr){
System.out.print(num + " ");
}
System.out.println("当前有" + wangyuhan + "个元素在链表中");
最终排序的结果如图
记录元素总数
一开始设置int nWangYuHan = 0每执行一次添加或插入操作nWangYuHan加一，每执行一次删除操作nWangYuHan减一。
数组
数组实现以上要求操作的核心我认为在于创建两个数组array以及temp。进行添加操作时即把所有数字添加到array数组里，执行插入时将插入位置及以后的数字存入temp数组内，插入新数字之后，再将temp数组内的数字一一添加到array数组内。同样地，执行删除时，把删除位置之后的所有数字存入temp数组内，再从array的删除位置开始一一存入。代码如图
选择排序
简单选择排序的基本思想：给定数组：int[] arr={里面n个数据}；第1趟排序，在待排序数据arr[1]arr[n]中选出最小的数据，将它与arrr[1]交换；第2趟，在待排序数据arr[2]arr[n]中选出最小的数据，将它与r[2]交换；以此类推，第i趟在待排序数据arr[i]~arr[n]中选出最小的数据，将它与r[i]交换，直到全部排序完成。
关键的比较的代码如下
for (int i = 0; i < array.length - 1; i++){
for (int j = i + 1;j < size();j++){
if (array[i] > array[j]){
int temp = array[i];
array[i] = array[j];
array[j] = temp;
}
3.代码托管
线性结构之链表
线性结构之链表测试类
线性结构之数组
线性结构之数组测试类
4. 实验过程中遇到的问题和解决过程
问题1：执行排序算法过程中要求打印元素，使用array.toString方法会出现异常，具体是会出现乱码，或者部分toString方法不显示任何东西
问题1解决方案：选择其他的输出方式，如
for(int num:arr){
System.out.print(num+" ");
}
String str = "";
for (int x = 0; x < size(); x++){
str += array[x]+ " ";
}
这样的输出就没有问题。
问题2：冒泡排序的最后1，顺序已经从小到大排好，但依然在进行排序操作
问题2解决方案：表面上看顺序已经排好，但是双重循环操作还需要继续进行下去，计算机不可能直接识别这一串数字，只能按既定的操作走完，只要是排序次数小于最大值（数字从大到小排列通过冒泡排序变为从小到大排列的次数）就是正确的。
5.其他
本次实验还算没有遇到大的挫折，比较顺利的做了下来。在完成的过程中学到了不少新知识也巩固了之前所学的东西，同时也发现了之前代码中的不少问题也一一进行了改正。
6.参考资料
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《Java程序设计与数据结构教程（第二版）》
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《Java程序设计与数据结构教程（第二版）》学习指导
