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20172325 2018-2019-2 《Java程序设计》第八周学习总结

教材学习内容总结

一、堆

1.什么是堆？

• 具有两个附加属性的一个二叉树。
• 堆分为小顶堆和大顶堆。
  最小堆：对每一结点，它小于或等于其左孩子和右孩子。
  
  最大堆：对每一结点，它大于或等于其左孩子和右孩子。
  
• 两个附加属性如下：
  （1）它是一棵完全二叉树，即该树是平衡的，且底层所有叶子都位于树的左边。
  （2）对每个结点，它（小顶堆/大顶堆）或等于其左孩子和右孩子。
• 最小堆将其最小元素存储在该二叉树的根处，且其根的两个孩子同样也是最小堆。

2.操作

• 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

addElement操作：
（1）该方法将给定的元素添加到堆中的恰当位置处，且维持该队的完全性属性和有序属性。
（2）因为一个堆就是一颗完全树，所以对于插入的新结点而言，只存在一个正确的位置，且要么是h层左边下层的下一个空位置，要么是h+1层左边的第1个位置（如果h层是满的话）

removeMin操作：
（1）该方法将删除最小堆中的最小元素并返回它。
（2）由于最小元素是存储在最小堆的根处，所以我们需要返回存储在根处的元素并用堆中的另一个元素替换它。
（3）要维持该树的完全性，那么只有一个能替换根的合法元素，且它是存储在树中最末一片叶子上的元素。

findMin操作
（1）该方法将返回一个指向该最小堆中最小元素的引用。
（2）由于该元素总是被存储在该树的根处，所以实现这一方法只需通过返回存储在根处的元素即可。

二、优先级队列

• 优先队列是允许至少下列两种操作的数据结构
  （1）insert（插入），它的作用是显而易见的；
  （2）deleteMin（删除最小者），它的工作是找出、返回并删除优先队列中最小的元素。

三、用链表实现堆

addElement操作：

• 在恰当的位置添加一个新元素
• 对堆进行重排序以维持其排序属性
• 将lastNode指针重新设定指向新的最末结点

removeMin操作：

• 用存储在最末结点处的元素替换存储在根处的元素
• 对堆进行重排序
• 返回原始的根元素

findMin操作：

• 该方法仅仅返回一个指向存储在堆根处元素的引用，因此复杂度为O（1）。

四、用数组实现堆

addElement操作：

• 在恰当的位置添加一个新元素
• 对堆进行重排序以维持其排序属性
• 将count递增1.

removeMin操作：

• 用存储在最末结点处的元素替换存储在根处的元素
• 对堆进行重排序
• 返回原始的根元素

findMin操作：

• 返回指向存储在堆的根处或数组0位置处的元素。

教材学习中的问题和解决过程

• 问题1：堆、栈、堆栈，傻傻分不清楚。
• 问题1解决方案：

堆、栈、堆栈，都是java中的储存结构。堆是指程序运行时申请的动态内存，而栈只是指一种使用堆的方法(即先进后出)。堆栈其实堆栈本身就是栈，只是换了个抽象的名字。

堆、栈区别总结：

堆：在程序运行时，而不是在程序编译时，申请某个大小的内存空间。即动态分配内存，对其访问和对一般内存的访问没有区别。

栈：是操作系统在建立某个进程时或者线程（在支持多线程的操作系统中是线程）为这个线程建立的存储区域，该区域具有FIFO的特性，在编译的时候可以指定需要的Stack的大小。

• 1.堆栈空间分配

①栈（操作系统）：由操作系统自动分配释放 ，存放函数的参数值，局部变量的值等。其操作方式类似于数据结构中的栈。
②堆（操作系统）： 一般由程序员分配释放， 若程序员不释放，程序结束时可能由OS回收，分配方式倒是类似于链表。

• 2.堆栈缓存方式

①栈使用的是一级缓存， 他们通常都是被调用时处于存储空间中，调用完毕立即释放。
②堆则是存放在二级缓存中，生命周期由虚拟机的垃圾回收算法来决定（并不是一旦成为孤儿对象就能被回收）。所以调用这些对象的速度要相对来得低一些。

• 3.堆栈数据结构区别

①堆（数据结构）：堆可以被看成是一棵树，如：堆排序。
②栈（数据结构）：一种先进后出的数据结构。

代码调试中的问题和解决过程

• 问题1：在运行程序是显示没有Romefist()方法，如下图
  

• 问题1解决方案：首先，我检查了我的方法，发现在ListADT里面没有写入方法；之后，我补上了Romefist()方法，但是我发现这个问题并没有解决，也就是说我的这不仅仅是方法的问题，之后我问了赵晓海同学，他说是接口出现了问题，我采用了无序接口，然而我并没有听懂，最后我的解决方法是将这两个文件类复制了以后，删掉！删掉！删掉！然后关机，然后重启，然后打开IDEA，然后重新新建文件，然后粘贴，然后就没有然后了，呵！

代码托管

（statistics.sh脚本的运行结果截图）

上周考试错题总结

无

结对及互评

点评过的同学博客和代码

• 本周结对学习情况
  • 20172306
  • 结对学习内容
    • 第十一章内容
    • 讨论教材问题
    • 解决代码问题

学习进度条

参考资料

• Java学习笔记(第8版)

• 《Java学习笔记(第8版)》学习指导

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原文地址：https://www.cnblogs.com/20172325DYK/p/9940981.html