20172325 2018-2019-2 《Java程序设计》第三周学习总结

20172325 2018-2019-2 《Java程序设计》第三周学习总结

教材学习内容总结

一、什么是队列？

• 队列是一种线性集合，其元素从一端加入，从另一端删除；
• 队列的元素按照FIFO的方式处理，也就是遵从“先进先出”的原则，第一个进入队列的元素将是第一个退出的元素；
• 队列分为队列有队头（front）和队尾（rear），数据从队尾进入队列，从队头出队列，队头指向队列的第一个数据，队尾指向队列中的最后一个数据。

二、队列的顺序存储结构

• （1） 顺序队列的定义：
  队列的顺序存储结构称为顺序队列，顺序队列实际上是运算受限的顺序表。
• （2）顺序队列的表示：
  和顺序表一样，顺序队列利用内存中一段连续的存储空间来存放当前队列中的元素。
  由于队列的队头和队尾的位置是变化的，设置两个指针front和rear分别指示队头元素和队尾元素，它们的初值在队列初始化时均应置为0。
• （3）顺序队列的基本操作
  入队时：将新元素插入rear所指的位置的后一位。
  出队时：删去front所指的元素，然后将front加1并返回被删元素。

三、链表实现队列

• 对于链式队列，将使用带头指针front和尾指针rear的单链表实现，front直接指向队头的第一个元素，rear指向队尾的最后一个元素，其结构如下：
  
• 之所以选择单链表（带头尾指针）而不采用循环双链表或者双链表主要是双链表的空间开销（空间复杂度，多前继指针）相对单链表来说大了不少，而单链表只要新增头指针和尾指针就可以轻松实现常数时间内（时间复杂度为O(1)）访问头尾结点。下面我们来看看如何设计链式队列：
  1、以上述的图为例分别设置front和rear指向队头结点和队尾结点，使用单链表的头尾访问时间复杂度为O(1)。
  2、设置初始化空队列，使用front=rear=null，并且约定条件front==null&&rear==null成立时，队列为空。
  3、出队操作时，若队列不为空获取队头结点元素，并删除队头结点元素，更新front指针的指向为front=front.next
  4、入队操作时，使插入元素的结点在rear之后并更新rear指针指向新插入元素。
  5、当第一个元素入队或者最后一个元素出队时，同时更新front指针和rear指针的指向。
  这一系列过程如下图所示：
  

四、数组实现队列

• 由于队列操作会修改集合的两端，因此将一端固定于索引0处要求移动元素。
• 非环形数组实现的元素移位，将产生O(n)的复杂度。
• 把数组看作是环形的，可以除去在队列的数组实现中把元素移位的需要。

教材学习中的问题和解决过程

• 问题1：什么是溢出？溢出有哪些情况？

• 问题1解决方案：
  顺序表的溢出现象：
  （1）“下溢”现象
  当队列为空时，做出队运算产生的溢出现象。“下溢”是正常现象，常用作程序控制转移的条件。
  （2）"真上溢"现象
  当队列满时，做进栈运算产生空间溢出的现象。“真上溢”是一种出错状态，应设法避免。
  （3）"假上溢"现象
  由于入队和出队操作中，头尾指针只增加不减小，致使被删元素的空间永远无法重新利用。当队列中实际的元素个数远远小于内存中本分配的空间时，也可能由于尾指针已超越向量空间的上界而不能做入队操作。该现象称为"假上溢"现象。如下图
  

• 问题2：队列的基本操作方式有哪几种，为何在网络上查找具体指令时出现很多不同的叫法，到底哪一些是规范的操作？

• 问题2解决方案：首先查找了课本，看了同学的博客，总结出了五种具体的操作指令：
  enqueue：向队列末端添加一个元素
  dequeue：从队列前段删除一个元素
  first：考察队列前端的那个元素
  isempty：判定队列是否为空
  size：确定队列的元素数目
  关于网络上的不同指令，询问了课代表余坤澎同学，他给我的解释是，这些不同的指令虽然有不同的叫法，但是都是为了达到同一目的，但是比较规范的也就是常用的、约定俗成的一些叫法，不用太在意叫法上的不同。

代码调试中的问题和解决过程

• 问题1：在实现PP5.7的时候跑出了这个异常，目测应该是空指针异常。
  

• 问题1解决方案：断点测试之后，发现异常出在下面这个地方，
  

由于count值没有自增，导致了指针指向空的情况。加上count++之后运行正常。

代码托管

（statistics.sh脚本的运行结果截图）

上周考试错题总结

本周未测试，没哟错题总结。

结对及互评

结对伙伴20172306

• 博客中值得学习的或问题：
  • 对于队列的具体操作指令总结比较完善，很好的弥补了我在这方面的不理解；
  • 代码问题总结详细
  • 教材问题解决以后阐述的不是特别清楚
• 代码中值得学习的或问题：
  • 内容详细
  • 在规范性上需要稍加注意。
• 基于评分标准，我给本博客打分：8分。

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	5000行	30篇	400小时
第一周	0/0	1/1	20/20
第二周	941/8481	2/2	18/20
第三周	653/9134	3/3	22/20

参考资料

• Java学习笔记(第8版)

• 《Java学习笔记(第8版)》学习指导