20172323 2017-2018-2 《程序设计与数据结构》第九周学习总结

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教材学习内容总结

本周学习第十一章异常和第十二章

第十一章-异常

• 异常是一个定义非正常情况或错误的对象，由程序或运行时环境抛出，可以根据需要进行相应的捕获和处理。
• 错误和异常都是对象，代表非正常情况或无效处理。
• 异常的处理通常有三种方法。

• 异常抛出时所输出的信息提供了方法调用堆栈踪迹。如图
  
  第一行抛出异常及原因，之后的几行指出发生异常的方法文件和代码行号。getMessage方法返回字符串解释异常抛出的原因，printStackTrace方法输出调用堆栈踪迹信息

• try语句块可以有多个相关联的catch子句，定义如何处理一个异常，但也可以没有catch子句。执行完catch子句中的语句后，控制转移到整个try-catch语句后的语句执行。（一旦某个catch捕获到匹配的异常类型，将进入异常处理代码。一经处理结束，就意味着整个try-catch语句结束。其他的catch子句不再有匹配和捕获异常类型的机会。)
• 无论try语句块正常退出或由于抛出异常而退出，都将执行finally子句。
• 如果在一个异常的发生处没有捕获和处理该异常，则该异常将传递给上级调用方法直到异常传递给上级调用方法。
• 可由Exception类或它的后代类派生一个新类来定义一个新的异常。
• 可检测异常必须由方法捕获，或者必须在可能抛出或传递异常方法的throws子句中列出来。
• 流（stream）是一个有序的字节序列，它可以用作输入源或作为输出目标。

• System类中的三种对象引用变量代表标准I/O流

第十二章-递归

• 递归是一种允许一个方法调用自己以达到最终目的的编程技术。
• 任何一个递归定义中必须有有称为基本情况的非递归定义部分，才能使递归最终结束。
• 每一次对方法的递归调用，都会创建新的局部变量。
• 递归和迭代
• 直接递归和间接递归
• 迷宫问题和汉诺塔问题

教材学习中的问题和解决过程

• 问题1：错误与异常有什么不同，如何理解？

• 问题1解决方案：按照教材的说法，异常代表的是一种意外的情况，这样来分别的话就可以理解为异常不一定是错误，但错误一定是一种异常，但事实上在异常类层次结构中，
  
  Throwable类下，异常（Exception）和错误（Error）是同级的两个子集，是一个并列的关系。
  在我的理解来看，异常代表了一些逻辑上的问题，比如出现无限循环，除零操作之类等等的，但是错误就相当于是代码编写时方法的错误运用，导致运行出错（感觉上两者概念的界限比较模糊）。但在网络上给出的资料中，似乎将错误的范围拓展到了稍稍和教材给出的不太一样的方向

  异常和错误最本质的区别就是异常能被开发人员处理而错误时系统本来自带的，一般无法处理也不需要我们程序员来处理。

似乎书上给出的错误并没有像是系统自带的，难道是理解的偏差？

• 问题2：throws和throw的区别？

• 问题2解决方案：书上没有详细提到throw子句，综合网络的信息，我找到了一个详细的解答

  1、throws出现在方法函数头；而throw出现在函数体。
  2、throws表示出现异常的一种可能性，并不一定会发生这些异常；throw则是抛出了异常，执行throw则一定抛出了某种异常对象。
  3、两者都是消极处理异常的方式（这里的消极并不是说这种方式不好），只是抛出或者可能抛出异常，但是不会由函数去处理异常，真正的处理异常由函数的上层调用处理。

同时给出了例子，throw一般会用于程序出现某种逻辑时程序员主动抛出某种特定类型的异常，throws是方法可能抛出异常的声明。(用在声明方法时，表示该方法可能要抛出异常)

• 问题3：SR11.18解答中提到的对象fw和对象bw以及其他包括缓冲性能种种概念
• 问题3解决方案：在JDK中搜索到了close方法
  

我理解的该方法的意思就是，当调用该方法之后，将停止流对文件的输入或输出（关闭该流），清空缓存区的内容（释放与之关联的所有系统资源）
应该这里提到的fw和bw分别是指FileWriter和BufferedWriter吧，FileWriter 用于写入字符流而BufferedWriter将文本写入字符输出流，缓冲各个字符，从而提供单个字符、数组和字符串的高效写入。也就是说，BufferedWriter会先将流里的字符进行缓冲之后再输入或输出，这样可以提高写入速度。

• 问题4：字符流和字节流的区别

• 问题4解决方案：

  在java.io包中操作文件内容的主要有两大类：字节流、字符流，两类都分为输入和输出操作。在字节流中输出数据主要是使用OutputStream完成，输入使的是InputStream，在字符流中输出主要是使用Writer类完成，输入流主要使用Reader类完成。

字节流可用于任何类型的对象，包括二进制对象，而字符流只能处理字符或者字符串；字节流提供了处理任何类型的IO操作的功能，但它不能直接处理Unicode字符，而字符流就可以

• 问题5：

  每一次对方法的递归调用，都会创建新的局部变量与参数。

怎么理解这句话？

• 问题5解决方案：理解这个概念时让我联想起了小时候的玩具--俄罗斯套娃。每一个娃娃就相当于是新创建的一个局部变量，而空出的地方就用于存放一个参数，在进行递归运算时，不断拆开“娃娃”（进行局部变量的运算），直到遇到基本情况为止。所以要防止无限递归的出现，因为每次递归调用都需要新增内存空间，无穷递归会产生内存耗尽的错误。

代码调试中的问题和解决过程

• 问题1：关于教材给出的“迷宫旅行”的例子

• 问题1解决方案：
  
  首先是这个valid方法，提供了方法判断输入的数组位置是否越界，并且是否是通路（用1表示）或者是否已经走过，如果是返回result值为false，不是为true。
  
  输入的数组位置一开始经过valid判断输出true后进行下一步操作，判断如果走到右下角就返回一个true值，如果没有就分别向下，右，上，左四个方向移动直到找到一个方向是通路就移动过去继续进行递归操作直至走到右下角，如果四个方向都是死路，就返回false结束操作。

• 问题2：完成PP12.1，如何利用递归实现回文的判断？
• 问题2解决方案：结合第五章的代码，只需要将中间一段while循环改成递归即可。重新定义一个compare的方法，如果输入字符串长度为1或者长度为2且首字符和尾字符相同时，即返回值true，其余情况则返回false。把这个设置为基本情况之后，剩下的应该就没有大问题了。

代码托管

上周考试错题总结

• 错题1：We compare sorting algorithms by examining
  A . the number of instructions executed by the sorting algorithm
  B . the number of instructions in the algorithm itself (its length)
  C . the types of loops used in the sorting algorithm
  D . the amount of memory space required by the algorithm
  E . whether the resulting array is completely sorted or only partially sorted
  
• 解析：不同的排序算法在执行时需要不同数量的指令。
  例如，选择排序通常需要比插入排序更多的指令。
  因此，我们将排序算法与每个执行来排序数组的指令的数量进行比较。
  如果两个排序算法需要大致相同数量的指令来排序一个数组，那么我们也可以检查所需的内存空间。

• 错题2:Polymorphism is achieved by
  A . overloading(重载)
  B . overriding(重写）
  C . embedding（嵌入）
  D . abstraction（抽象）
  E . encapsulation（封装）
  
• 解析：Java的方法重载，就是在类中可以创建多个方法，它们具有相同的名字，但具有不同的参数和不同的定义。调用方法时通过传递给它们的不同参数个数和参数类型来决定具体使用哪个方法。
  在Java中，子类可继承父类中的方法，而不需要重新编写相同的方法。但有时子类并不想原封不动地继承父类的方法，而是想作一定的修改，这就需要采用方法的重写。重写提供了多态性，因为适当的方法是根据当前被引用的对象而调用的。
  嵌入是类中包含的类。抽象与多态没有任何关系。封装是使用可见性修饰符（public、private、protected）实现的。

• 错题3：Comparing the amount of memory required by selection sort and insertion sort, what can one say?
  A . Selection sort requires more additional memory than insertion sort
  B . Insertion sort requires more additional memory than selection sort
  C . Both methods require about as much additional memory as the data they are sorting
  D . Neither method requires additional memory
  E . None of the above
  
• 解析：选择排序和插入排序都不需要额外的内存。

• 错题4：Which of the following statements is completely true?
  A . If a class is declared to be abstract then every method in the class is abstract and must be overridden
  B . If a class is declared to be abstract then some methods in the class may have their bodies omitted
  C . If a class is declared to be abstract then all methods in the class must have their bodies omitted
  D . If a class is declared to be abstract then all the instance variables must be overridden when a concrete class is derived from the abstract base class
  
• 解析：创建抽象类的惟一方法是在类中创建一些抽象方法。所以，答案B是正确的。当然，抽象类中的所有方法都不必是抽象的。

• 错题5：Can a program exhibit polymorphism if it only implements early binding?
  A . Yes, because one form of polymorphism is overloading
  B . No, because without late binding polymorphism cannot be supported
  C . Yes, because so long as the programs uses inheritance and/or interfaces it supports polymorphism
  D . Yes, because early binding has nothing to do with polymorphism
  E . none of the above
  
• 解析：虽然继承和接口支持多态，但只有在有后绑定时才会这样做。但是，重载是多态性的一种形式，只要程序使用重载，多态就在使用中。

• 错题6：What is the efficiency of binary search?
  A . n^2
  B . n
  C . log2 n
  D . n/2
  E . none of the above
  
• 解析：每次二分搜索消除大约一半的剩余数据。这个过程一直持续到找到需要的元素，或者直到所有可能的数据被消除。因为有n个数据元素，所以在数据量小于一个元素之前，可以将数据减半的次数是log2n。

• 错题7：Binary search can be used on unsorted data it will just perform more slowly.
  A . true
  B . false
  
• 解析：二分搜索只能在有序的数组元素中进行。

结对及互评

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• 本周结对学习情况
  • 20172305
  • 20172314
  • 结对学习内容
    • 异常与递归
    • 结对编程-四则运算
• 上周博客互评情况
  • 20172305
  • 20172314

其他

本周学习了异常和递归两个章节的内容，总体来说不是特别难，只需要认真学习就能够基本掌握。同时本周还同时进行结对编程的练习。

学习进度条

• 计划学习时间:20小时

• 实际学习时间:30小时

参考资料

• 《Java程序设计与数据结构教程（第二版）》

• 《Java程序设计与数据结构教程（第二版）》学习指导
• 详解Java异常处理中throw与throws关键字的用法区别
• FileWriter与BufferedWriter的区别
• 字节流与字符流的区别详解
• Java抽象类 详解

• Java中重载和重写的区别

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