20172333 2018-2019-1 《程序设计与数据结构》第八周学习总结
教材学习内容总结
《Java软件结构与数据结构》第十二章-优先队列与栈
一、堆
- ①堆是一颗具有两个附加属性的完全二叉树
- 附加属性：1.堆是一颗完全树。2.对于每个结点，它小于或等于其左孩子和右孩子。
- ②堆默认为最小堆，当然也有最大堆。
- 图堆12
| 操作 | 说明 |
|---|---|
| addElement | 将给定元素添加到该堆中 |
| removeMin | 删除堆的最小元素 |
| findMin | 返回一个指向堆中最小元素的引用 |
public interface HeapADT<T> extends BinaryTreeADT<T>
{
/**
* Adds the specified object to this heap.
*
* @param obj the element to be added to the heap
*/
public void addElement(T obj);
/**
* Removes element with the lowest value from this heap.
*
* @return the element with the lowest value from the heap
*/
public T removeMin();
/**
* Returns a reference to the element with the lowest value in
* this heap.
*
* @return a reference to the element with the lowest value in the heap
*/
public T findMin();
}
- ③addeEement方法：
图
- 该方法将Conparable元素添加到栈的恰当位置，维持该堆的完全性属性与有序属性。
- 插入的新节点只有一个正确的位置，即最后一层的左边下一个位置，要么是最后一层再加一层左边的第1个位置。插入点一般是最后一片叶子的结点。
实现：
public void add(T newEntry) {
lastIndex++;
if(lastIndex >= heap.length)
doubleArray();
int newIndex = lastIndex;
int parentIndex = newIndex / 2;
heap[0] = newEntry;
while(newEntry.compareTo(heap[parentIndex]) > 0){
heap[newIndex] = heap[parentIndex];
newIndex = parentIndex;
parentIndex = newIndex / 2;
}
heap[newIndex] = newEntry;
}- ④RemoveMin方法
- 在最小堆里面，最小的元素是堆的根，我们需要删除并且返回它的话，需要一个新的根，通常这个新根是最末的一个叶节点。
- 由于通常新根变为根节点后堆就不成立了，需要对其进行平衡。
- ⑤findMin方法
- 最小堆的根就是最小元素，直接返回根即可。
- 代码实现
public T findMin() throws EmptyCollectionException
{
if (isEmpty())
throw new EmptyCollectionException("ArrayBinaryTree");
return tree[0];
}二、用链表实现堆
- ①由于在插入元素后，要进行排序，所以堆中的结点需要拥有指向父辈的指针。
- ②实现过程中依旧是addElement、removeMin、findMin三种方法，且书上已经有了代码就不多赘述。
- ③但是需要注意的是在addelement中使用了两个私有方法，一个是getNextParentAdd的方法，它用于返回指向一个结点的引用，一般适用于每个结点指向父辈的。另外一个方法是heapifyAdd这个添加后的排序。
- ④相对的删除过程中也有两个私有方法，一个为追踪最后一个叶子的方法，一个则是用于对删除后的堆进行排序。
三、用数组实现堆
- ①数组的实现堆的方法比链表更加简洁。因为链表需要随时追踪父辈结点和最后一个叶子结点，但是数组不同，数组的最后一位就一定会是叶子结点。
- ②虽然在addelemnt中没有了追踪父辈的方法，但是作为数组，它的容量是恒定的，一旦出现添加的情况，就需要考虑扩容，所以依旧是两个方法，一个扩容，一个用来重排序。
- ③链表与数组的添加方法的复杂度相同，与此相对的是的删除方法的复杂度也是相同的。
教材学习中的问题和解决过程
- 问题1：堆是否和红黑树一样，一旦进行添加删除就需要进行平衡？
- 回答1：堆添加删除元素可能符合原本的堆的性质，可以不进行重排序就可以实现堆。
- 问题2：为什么说最小堆实现了高效的优先级队列？
- 回答2：由于队列的性质既是先进先出，我们只需要对Conparable定义为先对于优先级进行比较即可实现优先级队列。
代码调试中的问题和解决过程
- 本次书上PP问题主要在书上已经是基本实现了的，所以这周的代码问题主要是出现在本次实验过程中。
- 第二次实验博客
代码托管
-图代码
上周考试错题总结
- 无
结对及互评
基于评分标准，我给李楠的博客打分：7分。得分情况如下：
正确使用Markdown语法（加1分）
模板中的要素齐全（加1分）
教材学习中的问题和解决过程, （加3分）
代码调试中的问题和解决过程, 无问题
感想，体会真切的（加1分）
点评认真，能指出博客和代码中的问题的（加1分）
点评过的同学博客和代码
- 本周结对学习情况
- 20172330李楠
- 结对照片
- 结对学习内容
- 堆
其他（感悟、思考等，可选）
学习进度条
| 代码行数（新增/累积） | 博客量（新增/累积） | 学习时间（新增/累积） | 重要成长 | |
|---|---|---|---|---|
| 目标 | 5000行 | 30篇 | 400小时 | |
| 第一周 | 0/0 | 1/1 | 10/10 | |
| 第二周 | 0/0 | 1/2 | 10/20 | |
| 第三周 | 1500/1500 | 1/3 | 10/30 | |
| 第四周 | 2761/4261 | 2/5 | 25/55 | |
| 第五周 | 814/5075 | 1/6 | 15/70 | |
| 第六周 | 1091/6166 | 1/7 | 15/85 | |
| 第七周 | 1118/7284 | 1/8 | 15/100 | |
| 第八周 | 1235/8519 | 2/10 | 15/115 |