20182307 2019-2020-1 《数据结构与面向对象程序设计》第八周学习总结
目录
教材学习内容总结
第13章 查找与排序 主要介绍了查找和排序的概念，通过举出不同的例子来具体说明。查找部分以线性查找和二分查找为例，比较了二者的优劣与各自特性；排序部分以选择排序、插入排序、冒泡排序、快速排序、归并排序为例，详细介绍了每一种排序方法的思想与运作机制，比较了各算法之间的时间复杂度。
学习笔记：
- 查找
- 查找是指在一组数据项中找到指定的目标元素
- 线性查找
- 扫描整个表，依次将每个值与目标元素进行比较，退出情况为找到目标或扫描至表尾。
- 二分查找
- 首先，二分查找可应用的数据项必须是有序的
- 每次查找从中间开始，每次与所选值进行比较后可以减少查找池中一半的元素。
- 比较分析：一般情况下，二分查找比线性查找更有效，但二分查找只可应用于有序的表。
- 排序
- 排序是按某种标准将一列数据项按确定的次序重排的过程
- 选择排序
- 扫描整个表，分别将每个值放到排好序的最终位置，从而完成一组值的排序
- 循环中的判断语句条件的更改，可决定排序的形式：升序或降序
- 插入排序
- 重复地将一个具体的值插入到表中已有序的子序列中
- 冒泡排序
- 扫描整个表，重复地比较表中的相邻元素，如果呈逆序就交换
- 快速排序
- 先选择表中的一个元素作为划分元素，小于划分元素的所有元素放到划分元素左侧，大于划分元素的所有元素放到它的右侧
- 当扫描过程在划分点相遇时，划分完成
- 归并排序
- 归并排序递归地将表平分为两部分，直到每个子表中只含有一个元素，然后将这些子表归并为有序表，从而完成排序
- 比较分析：选择排序、插入排序、冒泡排序都有着相近的效率，时间复杂度皆为O(n^2)，但是插入排序的最优情形依赖于初始数据的情况，可以为O(n)。
教材学习中的问题和解决过程
- 问题1：快速排序的稳定性？
- 个人理解：算法的稳定性，主要考虑的是元素在排序之后次序是否发生变化，这种情况一般发生在遇到相同元素时。例如数列3 3 4 9，标记第一个3为3，如果采用某种排序后3的位置排在了3后，则称这个算法是不稳定的。快速排序时就需要考虑这样的问题，即遇到相同元素时是否需要进行交换，交换就可能导致不稳定，因为次序改变了，所以快速排序并不是一个稳定的算法。
- 问题2：如何更好的理解快速排序的过程？
- 网上资料：快速排序|菜鸟教程
- 个人理解：一个方便简洁的理解方式是“挖坑填坑”思想。比如取表中第一项为划分元素，就认为取出后第一位的位置空缺了，需要别的元素进行填补。因为遵从从小到大的排序方式，从表尾往前扫描，第一个比划分元素小的填入空缺，此时又可以认为该元素的位置空缺了，需要填补，以此类推，直到最后一个元素填入了合适的位置，再将最开始时取出的首位元素即划分元素填入。
- 问题3：递归实现二分查找时怎么确定基本情形？
- 书本内容：二分查找每次比较都将可行候选者的范围缩小一半，直到最后找到目标元素。
- 个人理解：二分查找的基本思路是先从一个有序表的中间开始，如果目标大于此中间数，就从表中后一半的数据中开始查找，以此类推。所以若要让递归的二分查找成功运行到基本情形，中间数的记录是至关重要的。如果中间数最终与查找范围的最大或最小重合，则达成基本情形，结束递归。
代码调试中的问题和解决过程
- 问题1：二分查找时，无法处理查找池中数据项为偶数数量的情况
- 原因分析：二分查找的特点是从中间开始，但偶数的中间数是两个，所以需要在算法中添加对于中间数的定义，比如向下取整的方式。
- 解决方案：添加
mid = (min+max)以定义中间数 
- 问题2：线性探查法消除冲突情况时，列表中的10和79无法存入
- 原因分析：消除冲突的循环算法中，
j=i+1代码会在i走到过大的值后，导致跳过了可储存的空位。比如空位在第10位，但j过早的加到了11，这样就无法将数存储入空位了 - 解决方案：让j从较小的、固定的常量2开始循环
- 问题3：编写二叉排序树代码时遇到了困难
- 原因分析：由于二叉树的特点是，一个根结点下会有两个分支，所以编程时需要引入双向链表的思想。且结点的插入是分次进行的，递归的思想在程序中也会有所体现。
- 网上资料：排序算法Java实现（三）：二叉树排序（递归）
代码托管
上周考试错题总结
上周无考试
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 | 10000行 | 30篇 | 400小时 | |
| 第一周 | 209/209 | 2/2 | 9/9 | |
| 第二、三周 | 290/499 | 2/4 | 18/28 | |
| 第四周 | 516/1015 | 2/6 | 22/50 | |
| 第五周 | 2981/3996 | 2/8 | 32/82 | |
| 第六周 | 1498/5494 | 2/10 | 20/102 | |
| 第七周 | 1519/7013 | 2/12 | 51/153 | |
| 第八周 | 1641/8654 | 2/14 | 21/174 |