第一章
1. 课程概述
- 这门课程主要是学习数据结构而并不倾向于算法结构。
- 课程特点:
- 关心数据类型和数据处理步骤
- 处理更加复杂难以计算的部分
- 不依赖于特定的编程语言。
1.1. 课程内容
- 一些数据结构
- 一些算法实例
1.2. 课程范例
1.2.1. 例一:游戏策略
- 无论什么棋的策略都是相似的，以下仅以三子棋为例。
- 一共有五种选择，来生成一颗树，即决策树。
1.2.2. 例二:图书馆管理系统
一般使用线性表数据结构。
1.2.3. 例三:交通管理系统
- 在每一条道路上有红绿灯，使用图
- 数学基础:图论
1.3. 后续课程
1.3.1. 编译原理
- 使用栈
1.3.2. 操作系统
- 使用队列
1.3.3. 数据库
- 使用B+树、B-树。
2. 数据结构的定义
2.1. 数据
- 数据是信息的载体，数据是数字、字符和其他符号的集合。
- 这些符号可以被输入计算机，并且被计算机程序识别和处理。
- 注:不能是无意义的符号
- 数据可以被用来描述客观对象。
- 数据分类:
- 数值型数据:int,float,complex(复数)…
- 非数值型数据:character,string,graph,voice
2.2. 数据结构
- 定义:数据结构是描述数据对象和数据对象之间关系的统称。
- 数据结构分类:
- 线性结构
- 非线性结构
- 数据结构涉及三个方面:数据结构是分层的。
- 数据的逻辑结构——从用户视图看，是面向问题的。
- 数据的物理结构——从具体实现视图看，是面向计算机的。
- 相关的操作及其实现。
Example1:
- 学生表:
- 逻辑结构–线性表
- 物理结构–数组，链表
- 操作–插入，删除，查找
2.3. 层次思想
- 在研究讨论一个问题的时候，我们需要明确一个层次究竟是什么，我们要在一个相应的层次上来讨论相应的问题。
- 讨论一个具体软件的时候，我们只讨论应该怎么做这个软件的功能层次，而不是实现层次。
- 软件是需要分层次的。
3. ADT and OO
- ADT(Abstact data types)
- OO(object oriented)
3.1. 数据类型
- 数据类型的本质在于操作。
- 数据按照二进制进行存储。
- 在内存中读取数据的时候，要注意大端形式。(高位在低地址)
- float是最大约3*1020，参照IEEE754标准
- 对于64位系统，字长word是64Byte
- 数据类型分类
3.2. ADT
- 是将类型和与这个类型有关的操作集合封装在一起的数据模型。
3.3. OOP
- 面向对象编程是一种程序编写思想。
- AOP是OOP的延续。
- 三个方面:(考研)
- 封装
- 继承
- 多态
- 为什么选择OOP:
- 最重要的是要保证模块之间的关系越少越好(耦合性低)。
- 真正从某种程度上来保证了软件可以做大。
- 面向对象的过程中:你的private部分可以进行修改，避免出现修改时候的影响，你的public部分不要随意修改。
3.4. class 类
- objects of same attributes and operates. an instance is an object of the class. different object has different attribute value 一些属性和一些操作的对象。实例这个类的一个对象。不同的对象有着不同的类。
3.5. inherit 继承
3.6. 消息和通信
- 类之间传递消息。
4. 算法
4.1. 算法定义
- 为了解决某个问题的一系列操作。(an operation sequence of soluting a problem)
- 特点:
- finite(有限的)
- deterministic(确定性)
- initial action(有初始动作)
- sequence ends(有终点)
- 程序:是可以用机器处理，并且能够理解程序语言。
5. 数学知识回顾
- logA不写底数的情况下，默认底数是2
5.1. 同余
- A≡B(mod N)
5.2. 数学归纳法
- 格式:
- basis
- inductive(归纳的) hypothesis
- inductive proof
5.3. 反证法
6. 递归
- 参考另一个文件
7. 部分java知识
7.1. java泛型
- IntCell(放整数的盒子) —— 不是泛型类。
- MomoryCell(放任何类型的盒子) —— 泛型类。
7.2. java的private和public
7.3. 构造器
7.4. This关键字
- java:
This. - C++:
-
*This.:在C++中This是指针，所以要用*变为引用。 -
This->:C++
7.5. 类的创建
- java:
intCell a = new intCell(); - C++：
intCell *b = new intCell();intcell b = intCell(params[])
7.6. 静态关键字
7.7. 泛型
- java:
- C++: 用templete
- 能合在一起的所有的东西，都尽量分离出来，想办法解耦。
- 出现bug比较好进行修改。
7.7.1. 泛型的编译运行
- C++形式:
- 首先确定T的具体类型。
- 根据相应的类型，生成相应类型的源代码。
- Java形式:
- 所有的对象都由基类object派生出来，没有写继承，默认继承自Object。
- 不能使用基本类型。
解决类型混乱问题
7.8. 接口
- 接口十分重要
- 比较: 接口(compare):实现lessThan方法。
7.9. 异常处理
7.9.1. 三类错误
- 语法error, 语义error, 逻辑 error
- 语法error
- 通常在编译时发现，又称编译错。
- 如：标识符未声明，类型不匹配，缺少分号等。
- 语义error
- 只有到程序运行时才发现，又称运行错。
- 如：除数为0, 数组下标越界等。 打开的文件不存在，网络连接中断等。
- java中的异常处理提供对运行时错误的语言级处理机制，主要是针对这类错误。
- 逻辑error
- 运行结果与期望值不符。这类错误最难确定与排除。
7.9.2. 运行时错误
7.9.3. java异常处理
try{
}catch{
}finally{
}
- 抛出异常
7.10. 实例
- 寻找最大值算法:纯白色255，纯黑色000，所以可以用这个算法来找最亮或者最暗的图片。
7.11. 输入输出
- 可以通过不同的流来进行控制即可。
7.11.1. 输入
7.11.2. StringTokenizer对象
- Sometimes we have several items on a line. For instance, suppose each line has two ints. Java provides the StringTokenizer object to separate a String into tokens. 有时我们在一条线上有几样东西。例如，假设每一行有两个int。Java提供StringTokenizer对象来将字符串分隔成标记。
- 需要
import java.util.*; - By default, tokens are separated by white space. 默认情况下，词被空格分隔开。
- 一个一个单词往下碰。
7.12. Sequential Files
7.13. main函数的应用
import java.io.*;
public class ListFiles {
public static void main( String [] args ) {
if( args.length = = 0 )
System.out.println( ―No files specified‖ );
for( int i = 0; i < args.length; i++ )
listFile( args[ i ] );
}
public static void listFile( String fileName ){
FileReader theFile;
BufferedReader fileIn = null;
String oneLine;
Systnm.out.println( ―FILE: ― + fileName );
try {
theFile = new FileReader( fileName );
fileIn = new BufferedReader( theFile );
while( ( oneLine = fineIn.readLine( ) ) != null )
System.out.println( oneLine );
}catch(exception e ){
System.out.println( e );
}
}
}8. Code Organization
- package
