20182311 2019-2020-1 《数据结构与面向对象程序设计》实验七报告

课程：《程序设计与数据结构》
班级： 1823
姓名： 冷冲
学号：20182311
实验教师：王志强
实验日期：2019年10月30日
必修/选修： 必修

1.实验内容

• 定义一个Searching和Sorting类，并在类中实现linearSearch,SelectionSort方法，最后完成测试。要求不少于10个测试用例，提交测试用例设计情况（正常，异常，边界，正序，逆序），用例数据中要包含自己学号的后四位提交运行结果图。
• 重构你的代码把Sorting.java Searching.java放入 cn.edu.besti.cs1823.（姓名首字母+四位学号） 包中（例如：cn.edu.besti.cs1823.G2301），把测试代码放test包中重新编译，运行代码，提交编译，运行的截图（IDEA，命令行两种）
• 参考http://www.cnblogs.com/maybe2030/p/4715035.html ，学习各种查找算法并在Searching中补充查找算法并测试，提交运行结果截图。
• 补充实现课上讲过的排序方法：希尔排序，堆排序，二叉树排序等(至少3个)，测试实现的算法（正常，异常，边界）提交运行结果截图（如果编写多个排序算法，即使其中三个排序程序有瑕疵，也可以酌情得满分）
• 编写Android程序对实现各种查找与排序算法进行测试，提交运行结果截图，推送代码到码云（选做，加分）。

2. 实验过程及结果

• 定义一个Searching和Sorting类，并在类中实现linearSearch,SelectionSort方法，最后完成测试。
• 补充实现课上讲过的排序方法：希尔排序，堆排序，二叉树排序等
• 参考 ，学习各种查找算法并在Searching中补充
  • 线性查找：遍历数组，找到则返回数组元素下标，未找到返回-1；
  • 二分查找：
    • 折半实现：使用first和last标记所有元素的起始处和结尾处，mid取(first+last)/2，当first<=last时循环，实现每次指向中值的查找。
    • 递归实现：大致代码如下，递归方法需要增加两个形参用来标记递归进行到哪一步了。

    public static Comparable BinarySearch2(Comparable[] data,Comparable target,int first,int last){
            int mid=(first+last)/2;
            if(data[mid].compareTo(target)==0){
                return mid+1;
            }
            if(data[mid].compareTo(target)>0)
                 return BinarySearch2(data,target,first,mid-1);
            if(data[mid].compareTo(target)>0)
                return BinarySearch2(data,target,mid+1,last);
            return false;
    }

    • 插值查找：二分查找法的改进版，只是将mid的取值方式改进如下：

     mid=first+(target-data[first])/(data[last]-data[first])*(last-first);

    • 哈希查找：通过求余算法确定访问元素的下标。
    • 斐波那契查找：获取斐波那契数列，再使用黄金分割算法确定访问元素的下标。
    • 插入排序：利用双重循环和插入，逐渐将整个表从前向后实现有序排列。
    • 折半插入排序：对插入排序的改良，将线性探索改为折半探索
    • 快速排序：根任意元素划分表，再递归的对两个子表进行排序，从而完成一整组的排序。
    • 归并排序：先递归的把表对分成每个子表只含一个元素，再将子表按序合并。
    • 选择、冒泡排序：

• 重构你代码，放入cn.edu.besti.cs1823.Lc20182311包中重新编译提交编译IDEA，命令行两种运行截图。

• 编写Android程序对实现各种查找与排序算法进行测试
  安卓的布局真令人头疼，动不动就覆盖。

3.实验过程中遇到的问题及解决过程

• 问题1：使用compareto比较两个comparable数组元素出错
• 问题1解决方案：使用compareTo方法进行两个对象的比较，首先要将类继承comprable接口，这一点做到了。但是下列代码就会报错，因为数组第一行只是声明了一个数组，没有实例化不能使用compareTo方法。

Comprare[] a=new Comprare[4]；
a[1].comprareTo(a[2])；

• 问题2：为什么使用arrays.sort()方法必须实现Comparable接口？
• 问题2解决方案：Arrays.sort(Object[] objs)方法的排序机制是，在内部把Object数组里面强制转换为Comparable类型，再调用compareTo()方法进行排序。调用CompareTo()方法需要实现Comparable接口。

4.参考资料

• JAVA中关于实现Comparable接口问题

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