咱们共同办这个主页,欢迎大家提供资料,办一个出色的C++ Builder主页!!

元明 2000-05-07 08:40:00
我是一个C++ Builder迷,但苦于本人技术有限,不能够上传更多的好资料,好内容,我希望各位C++ Builder迷们能够来我的主页灌水施肥,也请大家不吝赐教!!目前主页有好多内容都空缺,版面也不够理想,希望你们献计献策,它是我的主页,同时也是咱们大家的主页,来共同建造我们的家园,来吧.......
期待着各位热心网友(高手,低手都来)的来信!!
http://personal.hb.cninfo.net/~sardine
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猛禽 2001-10-29
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我有个建议,把主页办成杂志式的,有几个人作固定的编辑,负责整理及网页制作,大家踊跃投稿如何。
whitelion 2001-10-29
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支持
BallyTan 2001-10-29
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支持支持/心有余/力不足/各位大吓/多多邦邦小鸟.
longlong3 2001-10-29
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thank you
handsome1234 2001-10-28
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算我一个把handsome1234@sohu.com
1981 2001-10-28
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xx-xzh@263.net
「已注销」 2001-10-28
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我也可以提供空间的

只要大家有个好的发展思路……

我鼎力相助

@_@
child_bj 2001-10-28
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支持支持,虽然水平很一般,但是若有需要帮忙的话定会全力以赴。
child_bj@163.com
bigmonkey 2001-10-28
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我也很喜欢CBUILDER,算我一个吧!
zhjiang922@263.net
cys_168 2001-10-28
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我支持但我还没有水平参加呢等等吧一个正在发展的程序员
blre 2001-10-28
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羡慕你啊。
你是能吃饱饭的人。

yushaofeng 2001-10-28
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无论谁办主页我都很支持!我推荐一个BCB网站: http://bcbcn.yeah.net 站长是我的好QQ友。
yushaofeng@163.net
QQ: 47884343

coaco 2001-10-28
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UP
cdws222 2001-10-28
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我也有这个意思,不过我有支持ASP的空间,还是我办比较好
http://www.teatool.com
zeroliu 2001-10-28
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gz
gxgxfish0813 2001-10-28
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gxgxfish@263.net
大大怪老张 2001-10-28
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gz
heavyrain1234 2001-10-28
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handsome1977@sohu.com
cctv8 2001-10-28
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也算我一个;)
通一 2001-10-28
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也算我一个。
xi899@263.net
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主要是介绍各种格式流行的软件设计模式,对于程序员的进一步提升起推进作用,有时间可以随便翻翻~~ 23种设计模式汇集 如果你还不了解设计模式是什么的话? 那就先看设计模式引言 ! 学习 GoF 设计模式的重要性 建筑和软件中模式之异同 A. 创建模式 设计模式之 Singleton(单态/单件) 阎宏博士讲解:单例(Singleton)模式 保证一个类只有一个实例,并提供一个访问它的全局访问点 设计模式之 Factory(工厂方法和抽象工厂) 使用工厂模式就象使用 new 一样频繁. 设计模式之 Builder 汽车由车轮 方向盘 发动机很多部件组成,同时,将这些部件组装成汽车也是一件复杂的工作,Builder 模式就是将这两 种情况分开进行。 设计模式之 Prototype(原型) 用原型实例指定创建对象的种类,并且通过拷贝这些原型创建新的对象。 B. 结构模式 设计模式之 Adapter(适配器) 使用类再生的两个方式:组合(new)和继承(extends),这个已经在 thinking in java中提到过. 设计模式之 Proxy(代理) 以 Jive 为例,剖析代理模式在用户级别授权机制上的应用 设计模式之 Facade(门面?) 可扩展的使用 JDBC针对不同的数据库编程,Facade提供了一种灵活的实现. 设计模式之 Composite(组合) 就是将类用树形结构组合成一个单位.你向别人介绍你是某单位,你是单位中的一个元素,别人和你做买卖,相当于 和单位做买卖。文章中还对 Jive再进行了剖析。 设计模式之 Decorator(装饰器) Decorator 是个油漆工,给你的东东的外表刷上美丽的颜色. 设计模式之 Bridge(桥连) 将牛郎织女分开(本应在一起,分开他们,形成两个接口),在他们之间搭建一个桥(动态的结合) 设计模式之 Flyweight(共享元) 提供 Java运行性能,降低小而大量重复的类的开销. C. 行为模式 设计模式之 Command(命令) 什么是将行为封装,Command 是最好的说明. 设计模式之 Observer(观察者) 介绍如何使用 Java API 提供的现成 Observer 设计模式之 Iterator(迭代器) 这个模式已经被整合入Java的Collection.在大多数场合下无需自己制造一个Iterator,只要将对象装入Collection中, 直接使用 Iterator 进行对象遍历。 设计模式之 Template(模板方法) 实际上向你介绍了为什么要使用 Java 抽象类,该模式原理简单,使用很普遍. 设计模式之 Strategy(策略) 不同算法各自封装,用户端可随意挑选需要的算法. 设计模式之 Chain of Responsibility(责任链) 各司其职的类串成一串,好象击鼓传花,当然如果自己能完成,就不要推委给下一个. 设计模式之 Mediator(中介) Mediator 很象十字路口的红绿灯,每个车辆只需和红绿灯交互就可以. 设计模式之 State(状态) 状态是编程中经常碰到的实例,将状态对象化,设立状态变换器,便可在状态中轻松切换. 设计模式之 Memento(注释状态?) 很简单一个模式,就是在内存中保留原来数据的拷贝. 设计模式之 Interpreter(解释器) 主要用来对语言的分析,应用机会不多. 设计模式之 Visitor(访问者) 访问者在进行访问时,完成一系列实质性操作,而且还可以扩展. 设计模式引言 设计面向对象软件比较困难,而设计可复用的面向对象软件就更加困难。你必须找到相关的对象,以适当的粒度将它们归 类,再定义类的接口和继承层次,建立对象之间的基本关系。你的设计应该对手头的问题有针对性,同时对将来的问题和需求 也要有足够的通用性。 你也希望避免重复设计或尽可能少做重复设计。有经验的面向对象设计者会告诉你,要一下子就得到复用性和灵活性好的设计, 即使不是不可能的至少也是非常困难的。一个设计在最终完成之前常要被复用好几次,而且每一次都有所修改。 有经验的面向对象设计者的确能做出良好的设计,而新手则面对众多选择无从下手,总是求助于以前使用过的非面向对象 技术。新手需要花费较长时间领会良好的面向对象设计是怎么回事。有经验的设计者显然知道一些新手所不知道的东西,这又 是什么呢? 内行的设计者知道:不是解决任何问题都要从头做起。他们更愿意复用以前使用过的解决方案。当找到一个好的解决方案,他 们会一遍又一遍地使用。这些经验是他们成为内行的部分原因。因此,你会在许多面向对象系统中看到类和相互通信的对象( c o m m u n i c a t i n go b j e c t)的重复模式。这些模式解决特定的设计问题,使面向对象设计更灵活、优雅,最终复用性更 好。它们帮助设计者将新的设计建立在以往工作的基础上,复用以往成功的设计方案。 一个熟悉这些模式的设计者不需要再去发现它们,而能够立即将它们应用于设计问题中。以下类比可以帮助说明这一点。 小说家和剧本作家很少从头开始设计剧情。他们总是沿袭一些业已存在的模式,像“悲剧性英雄”模式(《麦克白》、《哈姆雷特》 等)或“浪漫小说”模式(存在着无数浪漫小说)。同样地,面向对象设计员也沿袭一些模式,像“用对象表示状态”和“修饰对象以便 于你能容易地添加/删除属性”等。一旦懂得了模式,许多设计决策自然而然就产生了。 我们都知道设计经验的重要价值。你曾经多少次有过这种感觉—你已经解决过了一个问题但就是不能确切知道是在什么地 方或怎么解决的?如果你能记起以前问题的细节和怎么解决它的,你就可以复用以前的经验而不需要重新发现它。然而,我们 并没有很好记录下可供他人使用的软件设计经验。 学习 GoF设计模式的重要性 著名的 EJB 领域顶尖的专家 Richard Monson-Haefel 在其个人网站:www.EJBNow.com 中极力推荐的 GoF 的《设计模式》,原文 如下: Design Patterns Most developers claim to experience an epiphany reading this book. If you've never read the Design Patterns book then you have suffered a very serious gap in your programming education that should be remedied immediately. 翻译: 很多程序员在读完这本书,宣布自己相当于经历了一次"主显节"(纪念那稣降生和受洗的双重节日),如果你从来没有读 过这本书,你会在你的程序教育生涯里存在一个严重裂沟,所以你应该立即挽救弥补! 可以这么说:GoF 设计模式是程序员真正掌握面向对象核心思想的必修课。虽然你可能已经通过了 SUN 的很多令人炫目的 技术认证,但是如果你没有学习掌握 GoF 设计模式,只能说明你还是一个技工。 在浏览《Thingking in Java》(第一版)时,你是不是觉得好象这还是一本 Java 基础语言书籍?但又不纯粹是,因为这本书的作 者将面向对象的思想巧妙的融合在 Java 的具体技术上,潜移默化的让你感觉到了一种新的语言和新的思想方式的诞生。 但是读完这本书,你对书中这些蕴含的思想也许需要一种更明晰更系统更透彻的了解和掌握,那么你就需要研读 GoF 的《设 计模式》了。 《Thingking in Java》(第一版中文)是这样描述设计模式的:他在由 Gamma, Helm 和 Johnson Vlissides 简称 Gang of Four(四人 帮),缩写 GoF 编著的《Design Patterns》一书中被定义成一个“里程碑”。事实上,那本书现在已成为几乎所有 OOP(面向对象程 序设计)程序员都必备的参考书。(在国外是如此)。 GoF 的《设计模式》是所有面向对象语言(C++ Java C#)的基础,只不过不同的语言将之实现得更方便地使用。 GOF 的设计模式是一座"桥" 就 Java 语言体系来说,GOF 的设计模式是 Java 基础知识和 J2EE 框架知识之间一座隐性的"桥"。 会 Java 的人越来越多,但是一直徘徊在语言层次的程序员不在少数,真正掌握 Java 中接口或抽象类的应用不是很多,大家 经常以那些技术只适合大型项目为由,避开或忽略它们,实际中,Java 的接口或抽象类是真正体现 Java 思想的核心所在,这些 你都将在 GoF 的设计模式里领略到它们变幻无穷的魔力。 GoF 的设计模式表面上好象也是一种具体的"技术",而且新的设计模式不断在出现,设计模式自有其自己的发展轨道,而这 些好象和 J2EE .Net 等技术也无关! 实际上,GoF 的设计模式并不是一种具体"技术",它讲述的是思想,它不仅仅展示了接口或抽象类在实际案例中的灵活应用 和智慧,让你能够真正掌握接口或抽象类的应用,从而在原来的 Java 语言基础上跃进一步,更重要的是,GoF 的设计模式反复 向你强调一个宗旨:要让你的程序尽可能的可重用。 这其实在向一个极限挑战:软件需求变幻无穷,计划没有变化快,但是我们还是要寻找出不变的东西,并将它和变化的东 西分离开来,这需要非常的智慧和经验。 而 GoF 的设计模式是在这方面开始探索的一块里程碑。 J2EE 等属于一种框架软件,什么是框架软件?它不同于我们以前接触的 Java API 等,那些属于 Toolkist(工具箱),它不再被动 的被使用,被调用,而是深刻的介入到一个领域中去,J2EE 等框架软件设计的目的是将一个领域中不变的东西先定义好,比如 整体结构和一些主要职责(如数据库操作 事务跟踪 安全等),剩余的就是变化的东西,针对这个领域中具体应用产生的具体不同 的变化需求,而这些变化东西就是 J2EE 程序员所要做的。 由此可见,设计模式和 J2EE 在思想和动机上是一脉相承,只不过 1.设计模式更抽象,J2EE 是具体的产品代码,我们可以接触到,而设计模式在对每个应用时才会产生具体代码。 2.设计模式是比 J2EE 等框架软件更小的体系结构,J2EE 中许多具体程序都是应用设计模式来完成的,当你深入到 J2EE 的内 部代码研究时,这点尤其明显,因此,如果你不具备设计模式的基础知识(GoF 的设计模式),你很难快速的理解 J2EE。不能理解 J2EE,如何能灵活应用? 3.J2EE 只是适合企业计算应用的框架软件,但是 GoF 的设计模式几乎可以用于任何应用!因此 GoF 的设计模式应该是 J2EE 的重要理论基础之一。 所以说,GoF 的设计模式是 Java 基础知识和 J2EE 框架知识之间一座隐性的"桥"。为什么说隐性的? GOF 的设计模式是一座隐性的"桥" 因为很多人没有注意到这点,学完 Java 基础语言就直接去学 J2EE,有的甚至鸭子赶架,直接使用起 Weblogic 等具体 J2EE 软 件,一段时间下来,发现不过如此,挺简单好用,但是你真正理解 J2EE 了吗?你在具体案例中的应用是否也是在延伸 J2EE 的思 想? 如果你不能很好的延伸 J2EE 的思想,那你岂非是大炮轰蚊子,认识到 J2EE 不是适合所有场合的人至少是明智的,但我们更 需要将 J2EE 用对地方,那么只有理解 J2EE 此类框架软件的精髓,那么你才能真正灵活应用 Java 解决你的问题,甚至构架出你自 己企业的框架来。(我们不能总是使用别人设定好的框架,为什么不能有我们自己的框架?) 因此,首先你必须掌握 GoF 的设计模式。虽然它是隐性,但不是可以越过的。 关于本站“设计模式” Java 提供了丰富的 API,同时又有强大的数据库系统作底层支持,那么我们的编程似乎变成了类似积木的简单"拼凑"和调用, 甚至有人提倡"蓝领程序员",这些都是对现代编程技术的不了解所至. 在真正可复用的面向对象编程中,GoF 的《设计模式》为我们提供了一套可复用的面向对象技术,再配合 Refactoring(重构方法), 所以很少存在简单重复的工作,加上Java 代码的精炼性和面向对象纯洁性(设计模式是 java 的灵魂),编程工作将变成一个让你时刻 体验创造快感的激动人心的过程. 为能和大家能共同探讨"设计模式",我将自己在学习中的心得写下来,只是想帮助更多人更容易理解 GoF 的《设计模式》。由 于原著都是以C++为例, 以Java为例的设计模式基本又都以图形应用为例,而我们更关心Java在中间件等服务器方面的应用,因此, 本站所有实例都是非图形应用,并且顺带剖析 Jive论坛系统.同时为降低理解难度,尽量避免使用 UML 图. 如果你有一定的面向对象编程经验,你会发现其中某些设计模式你已经无意识的使用过了;如果你是一个新手,那么从开始就 培养自己良好的编程习惯(让你的的程序使用通用的模式,便于他人理解;让你自己减少重复性的编程工作),这无疑是成为一个优秀 程序员的必备条件. 整个设计模式贯穿一个原理:面对接口编程,而不是面对实现.目标原则是:降低耦合,增强灵活性. 建筑和软件中模式之异同 CSDN 的透明特别推崇《建筑的永恒之道》,认为从中探寻到软件的永恒之道,并就"设计模式"写了专门文章《探寻软件的永恒 之道 》,其中很多观点我看了很受启发,以前我也将"设计模式" 看成一个简单的解决方案,没有从一种高度来看待"设计模式"在软 件中地位,下面是我自己的一些想法: 建筑和软件某些地方是可以来比喻的 特别是中国传统建筑,那是很讲模式的,这些都是传统文化使然,比如京剧 一招一式都有套路;中国画,也有套路,树应该怎么画 法?有几种画法?艺术大家通常是创造出自己的套路,比如明末清初,水墨画法开始成熟,这时画树就不用勾勒这个模式了,而是一笔 下去,浓淡几个叶子,待毛笔的水墨要干枯时,画一下树干,这样,一个活生写意的树就画出来. 我上面这些描述其实都是一种模式,创建模式的人是大师,但是拘泥于模式的人永远是工匠. 再回到传统建筑中,中国的传统建筑是过分注重模式了,所以建筑风格发展不大,基本分南北两派,大家有个感觉,旅游时,到南 方,你发现古代名居建筑都差不多;北方由于受满人等少数民族的影响,在建筑色彩上有些与南方迥异,但是很多细节地方都差不多. 这些都是模式的体现. 由于建筑受材料和功用以及费用的影响,所用模式种类不多,这点是和软件很大的不同. 正因为这点不同,导致建筑的管理模式和软件的管理模式就有很多不同, 有些人认识不到这点,就产生了可以大量使用"软件 蓝领"的想法,因为他羡慕建筑中"民工"的低成本. 要知道软件还有一个与建筑截然相反的责任和用途,那就是:现代社会中,计划感不上变化,竞争激烈,所有一切变幻莫测,要应 付所有这些变化,首推信息技术中的软件,只有软件能够帮助人类去应付各种变化.而这点正好与建筑想反,建筑是不能帮助人类去 应付变化的,(它自己反而要求稳固,老老实实帮助人遮风避雨,总不能叫人类在露天或树叶下打开电脑编软件吧). 软件要帮助人类去应付变化,这是软件的首要责任,所以,软件中模式产生的目的就和建筑不一样了,建筑中的模式产生可以因 为很多原因:建筑大师的创意;材料的革新等;建筑中这些模式一旦产生,容易发生另外一个缺点,就是有时会阻碍建筑本身的发展, 因为很多人会不思创造,反复使用老的模式进行设计,阻碍建筑的发展. 但是在软件中,这点正好相反,软件模式的产生是因为变化的东西太多,为减轻人类的负担,将一些不变的东西先用模式固化,这 样让人类可以更加集中精力对付变化的东西,所以在软件中大量反复使用模式(我个人认为这样的软件就叫框架软件了,比如J2EE), 不但没阻碍软件的发展,反而是推动了软件的发展.因为其他使用这套软件的人就可以将更多精力集中在对付那些无法用模式的 应用上来. 可以关于建筑和软件中的模式作用可以总结如下: 在软件中,模式是帮助人类向"变化"战斗,但是在软件中还需要和'变化'直接面对面战斗的武器:人的思维,特别是创造 分析思 维等等,这些是软件真正的灵魂,这种思维可以说只要有实践需求(如有新项目)就要求发生,发生频度高,人类的创造或分析思 维决定了软件的质量和特点。 而在建筑中,模式可以构成建筑全部知识,当有新的需求(如有新项目),一般使用旧的模式都可以完成,因此对人类的创造以 及分析思维不是每个项目都必须的,也不是非常重要的,对创造性的思维的需求只是属于锦上添花(除非人类以后离开地球居 住了〕。 设计模式之 Singleton(单态) 模式实战书籍《Java实用系统开发指南》 单态定义: Singleton 模式主要作用是保证在 Java 应用程序中,一个类 Class 只有一个实例存在。 在很多操作中,比如建立目录 数据库连接都需要这样的单线程操作。 还有, singleton 能够被状态化; 这样,多个单态类在一起就可以作为一个状态仓库一样向外提供服务,比如,你要论坛中的 帖子计数器,每次浏览一次需要计数,单态类能否保持住这个计数,并且能 synchronize 的安全自动加 1,如果你要把这个数字 永久保存到数据库,你可以在不修改单态接口的情况下方便的做到。 另外方面,Singleton 也能够被无状态化。提供工具性质的功能, Singleton 模式就为我们提供了这样实现的可能。使用 Singleton 的好处还在于可以节省内存,因为它限制了实例的个数,有 利于 Java 垃圾回收(garbage collection)。 我们常常看到工厂模式中类装入器(class loader)中也用 Singleton 模式实现的,因为被装入的类实际也属于资源。 如何使用? 一般 Singleton 模式通常有几种形式: public class Singleton { private Singleton(){} //在自己内部定义自己一个实例,是不是很奇怪? //注意这是 private 只供内部调用 private static Singleton instance = new Singleton(); //这里提供一个供外部访问本 class 的静态方法,可以直接访问 public static Singleton getInstance() { return instance; } } 第二种形式: public class Singleton { private static Singleton instance = null; public static synchronized Singleton getInstance() { //这个方法比上面有所改进,不用每次都进行生成对象,只是第一次 //使用时生成实例,提高了效率! if (instance==null) instance=new Singleton(); return instance; } } 使用 Singleton.getInstance()可以访问单态类。 上面第二中形式是 lazy initialization,也就是说第一次调用时初始 Singleton,以后就不用再生成了。 注意到 lazy initialization 形式中的 synchronized,这个 synchronized 很重要,如果没有 synchronized,那么使用 getInstance() 是有可能得到多个 Singleton 实例。关于 lazy initialization 的 Singleton 有很多涉及 double-checked locking (DCL)的讨论,有兴趣者 进一步研究。 一般认为第一种形式要更加安全些。 使用 Singleton 注意事项: 有时在某些情况下,使用 Singleton 并不能达到 Singleton 的目的,如有多个 Singleton 对象同时被不同的类装入器装载;在 EJB 这样的分布式系统中使用也要注意这种情况,因为 EJB 是跨服务器,跨 JVM 的。 我们以 SUN 公司的宠物店源码(Pet Store 1.3.1)的 ServiceLocator 为例稍微分析一下: 在 Pet Store中 ServiceLocator 有两种,一个是 EJB 目录下;一个是 WEB 目录下,我们检查这两个 ServiceLocator 会发现内容 差不多,都是提供 EJB 的查询定位服务,可是为什么要分开呢?仔细研究对这两种 ServiceLocator 才发现区别:在 WEB 中的 ServiceLocator 的采取 Singleton 模式,ServiceLocator 属于资源定位,理所当然应该使用 Singleton 模式。但是在 EJB 中,Singleton 模式已经失去作用,所以 ServiceLocator 才分成两种,一种面向 WEB 服务的,一种是面向 EJB 服务的。 Singleton 模式看起来简单,使用方法也很方便,但是真正用好,是非常不容易,需要对 Java 的类 线程 内存等概念有相当 的了解。 总之:如果你的应用基于容器,那么 Singleton 模式少用或者不用,可以使用相关替代技术。 进一步深入可参考: Double-checked locking and the Singleton pattern When is a singleton not a singleton? 设计模式如何在具体项目中应用见《Java 实用系统开发指南》。 设计模式之 Factory 工厂模式定义:提供创建对象的接口. 为何使用? 工厂模式是我们最常用的模式了,著名的Jive论坛 ,就大量使用了工厂模式,工厂模式在Java程序系统可以说是随处可见。 为什么工厂模式是如此常用?因为工厂模式就相当于创建实例对象的 new,我们经常要根据类 Class 生成实例对象,如 A a=new A() 工厂模式也是用来创建实例对象的,所以以后 new时就要多个心眼,是否可以考虑实用工厂模式,虽然这样做, 可能多做一些工作,但会给你系统带来更大的可扩展性和尽量少的修改量。 我们以类 Sample为例, 如果我们要创建 Sample的实例对象: Sample sample=new Sample(); 可是,实际情况是,通常我们都要在创建 sample实例时做点初始化的工作,比如赋值 查询数据库等。 首先,我们想到的是,可以使用 Sample的构造函数,这样生成实例就写成: Sample sample=new Sample(参数); 但是,如果创建 sample 实例时所做的初始化工作不是象赋值这样简单的事,可能是很长一段代码,如果也写入构造函数 中,那你的代码很难看了(就需要 Refactor 重整)。 为什么说代码很难看,初学者可能没有这种感觉,我们分析如下,初始化工作如果是很长一段代码,说明要做的工作很多, 将很多工作装入一个方法中,相当于将很多鸡蛋放在一个篮子里,是很危险的,这也是有背于 Java 面向对象的原则,面向对象 的封装(Encapsulation)和分派(Delegation)告诉我们,尽量将长的代码分派“切割”成每段,将每段再“封装”起来(减少段和段 之间偶合联系性),这样,就会将风险分散,以后如果需要修改,只要更改每段,不会再发生牵一动百的事情。 在本例中,首先,我们需要将创建实例的工作与使用实例的工作分开, 也就是说,让创建实例所需要的大量初始化工作从 Sample的构造函数中分离出去。 这时我们就需要 Factory 工厂模式来生成对象了,不能再用上面简单 new Sample(参数)。还有,如果 Sample 有个继承 如 MySample, 按照面向接口编程,我们需要将 Sample 抽象成一个接口.现在 Sample 是接口,有两个子类 MySample 和 HisSample .我们要实例化他们时,如下: Sample mysample=new MySample(); Sample hissample=new HisSample(); 随着项目的深入,Sample可能还会"生出很多儿子出来", 那么我们要对这些儿子一个个实例化,更糟糕的是,可能还要对以 前的代码进行修改:加入后来生出儿子的实例.这在传统程序中是无法避免的. 但如果你一开始就有意识使用了工厂模式,这些麻烦就没有了. 工厂方法 你会建立一个专门生产 Sample实例的工厂: public class Factory{ public static Sample creator(int which){ //getClass 产生 Sample 一般可使用动态类装载装入类。 if (which==1) return new SampleA(); else if (which==2) return new SampleB(); } } 那么在你的程序中,如果要实例化 Sample 时.就使用 Sample sampleA=Factory.creator(1); 这样,在整个就不涉及到 Sample 的具体子类,达到封装效果,也就减少错误修改的机会,这个原理可以用很通俗的话来比喻: 就是具体事情做得越多,越容易范错误.这每个做过具体工作的人都深有体会,相反,官做得越高,说出的话越抽象越笼统,范错误可 能性就越少.好象我们从编程序中也能悟出人生道理?呵呵. 使用工厂方法 要注意几个角色,首先你要定义产品接口,如上面的 Sample,产品接口下有 Sample接口的实现类,如 SampleA,其次要有一个 factory 类,用来生成产品 Sample,如下图,最右边是生产的对象 Sample: 进一步稍微复杂一点,就是在工厂类上进行拓展,工厂类也有继承它的实现类 concreteFactory 了。 抽象工厂 工厂模式中有: 工厂方法(Factory Method) 抽象工厂(Abstract Factory). 这两个模式区别在于需要创建对象的复杂程度上。如果我们创建对象的方法变得复杂了,如上面工厂方法中是创建一个对象 Sample,如果我们还有新的产品接口 Sample2. 这里假设:Sample有两个 concrete 类 SampleA 和 SamleB,而 Sample2 也有两个 concrete类 Sample2A 和 SampleB2 那么,我们就将上例中 Factory 变成抽象类,将共同部分封装在抽象类中,不同部分使用子类实现,下面就是将上例中的 Factory 拓展成抽象工厂: public abstract class Factory{ public abstract Sample creator(); public abstract Sample2 creator(String name); } public class SimpleFactory extends Factory{ public Sample creator(){ ......... return new SampleA } public Sample2 creator(String name){ ......... return new Sample2A } } public class BombFactory extends Factory{ public Sample creator(){ ...... return new SampleB } public Sample2 creator(String name){ ...... return new Sample2B } } 从上面看到两个工厂各自生产出一套 Sample和 Sample2,也许你会疑问,为什么我不可以使用两个工厂方法来分别生产 Sample和 Sample2? 抽象工厂还有另外一个关键要点,是因为 SimpleFactory 内,生产 Sample和生产 Sample2 的方法之间有一定联系, 所以才要将这两个方法捆绑在一个类中,这个工厂类有其本身特征,也许制造过程是统一的,比如:制造工艺比较简单,所以 名称叫 SimpleFactory。 在实际应用中,工厂方法用得比较多一些,而且是和动态类装入器组合在一起应用, 举例 我们以 Jive的 ForumFactory 为例,这个例子在前面的 Singleton 模式中我们讨论过,现在再讨论其工厂模式: public abstract class ForumFactory { private static Object initLock = new Object(); private static String className = "com.jivesoftware.forum.database.DbForumFactory"; private static ForumFactory factory = null; public static ForumFactory getInstance(Authorization authorization) { //If no valid authorization passed in, return null. if (authorization == null) { return null; } //以下使用了 Singleton 单态模式 if (factory == null) { synchronized(initLock) { if (factory == null) { ...... try { //动态转载类 Class c = Class.forName(className); factory = (ForumFactory)c.newInstance(); } catch (Exception e) { return null; } } } } //Now, 返回 proxy.用来限制授权对 forum 的访问 return new ForumFactoryProxy(authorization, factory, factory.getPermissions(authorization)); } //真正创建 forum 的方法由继承 forumfactory 的子类去完成. public abstract Forum createForum(String name, String description) throws UnauthorizedException, ForumAlreadyExistsException; .... } 因为现在的 Jive是通过数据库系统存放论坛帖子等内容数据,如果希望更改为通过文件系统实现,这个工厂方法 ForumFactory 就提供提供动态接口: private static String className = "com.jivesoftware.forum.database.DbForumFactory"; 你可以使用自己开发的创建 forum 的方法代替 com.jivesoftware.forum.database.DbForumFactory 就可以. 在上面的一段代码中一共用了三种模式,除了工厂模式外,还有 Singleton 单态模式,以及 proxy模式,proxy 模式主要用来 授权用户对 forum 的访问,因为访问 forum 有两种人:一个是注册用户 一个是游客 guest,那么那么相应的权限就不一样,而且 这个权限是贯穿整个系统的,因此建立一个 proxy,类似网关的概念,可以很好的达到这个效果. 看看 Java 宠物店中的 CatalogDAOFactory: public class CatalogDAOFactory { /** * 本方法制定一个特别的子类来实现 DAO 模式。 * 具体子类定义是在 J2EE 的部署描述器中。 */ public static CatalogDAO getDAO() throws CatalogDAOSysException { CatalogDAO catDao = null; try { InitialContext ic = new InitialContext(); //动态装入 CATALOG_DAO_CLASS //可以定义自己的 CATALOG_DAO_CLASS,从而在无需变更太多代码 //的前提下,完成系统的巨大变更。 String className =(String) ic.lookup(JNDINames.CATALOG_DAO_CLASS); catDao = (CatalogDAO) Class.forName(className).newInstance(); } catch (NamingException ne) { throw new CatalogDAOSysException(" CatalogDAOFactory.getDAO: NamingException while getting DAO type : \n" + ne.getMessage()); } catch (Exception se) { throw new CatalogDAOSysException(" CatalogDAOFactory.getDAO: Exception while getting DAO type : \n" + se.getMessage()); } return catDao; } } CatalogDAOFactory 是典型的工厂方法, catDao 是通过动态类装入器 className 获得 CatalogDAOFactory 具体实现 子类,这个实现子类在 Java 宠物店是用来操作 catalog 数据库,用户可以根据数据库的类型不同,定制自己的具体实现子类, 将自己的子类名给与 CATALOG_DAO_CLASS 变量就可以。 由此可见,工厂方法确实为系统结构提供了非常灵活强大的动态扩展机制,只要我们更换一下具体的工厂方法,系统其他 地方无需一点变换,就有可能将系统功能进行改头换面的变化。 设计模式之 Builder Builder 模式定义: 将一个复杂对象的构建与它的表示分离,使得同样的构建过程可以创建不同的表示. Builder 模式是一步一步创建一个复杂的对象,它允许用户可以只通过指定复杂对象的类型和内容就可以构建它们.用户不知 道内部的具体构建细节.Builder 模式是非常类似抽象工厂模式,细微的区别大概只有在反复使用中才能体会到. 为何使用? 是为了将构建复杂对象的过程和它的部件解耦.注意: 是解耦过程和部件. 因为一个复杂的对象,不但有很多大量组成部分,如汽车,有很多部件:车轮 方向盘 发动机还有各种小零件等等,部件很多,但 远不止这些,如何将这些部件装配成一辆汽车,这个装配过程也很复杂(需要很好的组装技术),Builder 模式就是为了将部件和组装 过程分开. 如何使用? 首先假设一个复杂对象是由多个部件组成的,Builder 模式是把复杂对象的创建和部件的创建分别开来,分别用 Builder 类和 Director 类来表示. 首先,需要一个接口,它定义如何创建复杂对象的各个部件: public interface Builder { //创建部件 A 比如创建汽车车轮 void buildPartA(); //创建部件 B 比如创建汽车方向盘 void buildPartB(); //创建部件 C 比如创建汽车发动机 void buildPartC(); //返回最后组装成品结果 (返回最后装配好的汽车) //成品的组装过程不在这里进行,而是转移到下面的 Director 类中进行. //从而实现了解耦过程和部件 Product getResult(); } 用 Director 构建最后的复杂对象,而在上面 Builder 接口中封装的是如何创建一个个部件(复杂对象是由这些部件组成的),也就 是说 Director 的内容是如何将部件最后组装成成品: public class Director { private Builder builder; public Director( Builder builder ) { this.builder = builder; } // 将部件 partA partB partC 最后组成复杂对象 //这里是将车轮 方向盘和发动机组装成汽车的过程 public void construct() { builder.buildPartA(); builder.buildPartB(); builder.buildPartC(); } } Builder 的具体实现 ConcreteBuilder: 通过具体完成接口 Builder 来构建或装配产品的部件; 定义并明确它所要创建的是什么具体东西; 提供一个可以重新获取产品的接口: public class ConcreteBuilder implements Builder { Part partA, partB, partC; public void buildPartA() { //这里是具体如何构建 partA 的代码 }; public void buildPartB() { //这里是具体如何构建 partB 的代码 }; public void buildPartC() { //这里是具体如何构建 partB 的代码 }; public Product getResult() { //返回最后组装成品结果 }; } 复杂对象:产品 Product: public interface Product { } 复杂对象的部件: public interface Part { } 我们看看如何调用 Builder 模式: ConcreteBuilder builder = new ConcreteBuilder(); Director director = new Director( builder ); director.construct(); Product product = builder.getResult(); Builder 模式的应用 在 Java 实际使用中,我们经常用到"池"(Pool)的概念,当资源提供者无法提供足够的资源,并且这些资源需要被很多用户反复共 享时,就需要使用池. "池"实际是一段内存,当池中有一些复杂的资源的"断肢"(比如数据库的连接池,也许有时一个连接会中断),如果循环再利用这 些"断肢",将提高内存使用效率,提高池的性能.修改 Builder 模式中 Director 类使之能诊断"断肢"断在哪个部件上,再修复这个部件. 设计模式之 Prototype(原型) 原型模式定义: 用原型实例指定创建对象的种类,并且通过拷贝这些原型创建新的对象. Prototype模式允许一个对象再创建另外一个可定制的对象,根本无需知道任何如何创建的细节,工作原理是:通过将一个 原型对象传给那个要发动创建的对象,这个要发动创建的对象通过请求原型对象拷贝它们自己来实施创建。 如何使用? 因为 Java 中的提供 clone()方法来实现对象的克隆,所以 Prototype模式实现一下子变得很简单. 以勺子为例: public abstract class AbstractSpoon implements Cloneable { String spoonName; public void setSpoonName(String spoonName) {this.spoonName = spoonName;} public String getSpoonName() {return this.spoonName;} public Object clone() { Object object = null; try { object = super.clone(); } catch (CloneNotSupportedException exception) { System.err.println("AbstractSpoon is not Cloneable"); } return object; } } 有个具体实现(ConcretePrototype): public class SoupSpoon extends AbstractSpoon { public SoupSpoon() { setSpoonName("Soup Spoon"); } } 调用 Prototype 模式很简单: AbstractSpoon spoon = new SoupSpoon(); AbstractSpoon spoon2 = spoon.clone(); 当然也可以结合工厂模式来创建 AbstractSpoon 实例。 在 Java 中 Prototype 模式变成 clone()方法的使用,由于 Java 的纯洁的面向对象特性,使得在 Java 中使用设计模式变 得很自然,两者已经几乎是浑然一体了。这反映在很多模式上,如 Interator 遍历模式。 设计模式之 Adapter(适配器) 适配器模式定义: 将两个不兼容的类纠合在一起使用,属于结构型模式,需要有 Adaptee(被适配者)和 Adaptor(适配器)两个身份. 为何使用? 我们经常碰到要将两个没有关系的类组合在一起使用,第一解决方案是:修改各自类的接口,但是如果我们没有源代码,或 者,我们不愿意为了一个应用而修改各自的接口。 怎么? 使用 Adapter,在这两种接口之间创建一个混合接口(混血儿). 如何使用? 实现 Adapter 方式,其实"think in Java"的"类再生"一节中已经提到,有两种方式:组合(composition)和继承 (inheritance). 假设我们要打桩,有两种类:方形桩 圆形桩. public class SquarePeg{ public void insert(String str){ System.out.println("SquarePeg insert():"+str); } } public class RoundPeg{ public void insertIntohole(String msg){ System.out.println("RoundPeg insertIntoHole():"+msg); } } 现在有一个应用,需要既打方形桩,又打圆形桩.那么我们需要将这两个没有关系的类综合应用.假设 RoundPeg 我们没有源 代码,或源代码我们不想修改,那么我们使用 Adapter 来实现这个应用: public class PegAdapter extends SquarePeg{ private RoundPeg roundPeg; public PegAdapter(RoundPeg peg)(this.roundPeg=peg;) public void insert(String str){ roundPeg.insertIntoHole(str);} } 在上面代码中,RoundPeg 属于 Adaptee,是被适配者.PegAdapter 是 Adapter,将 Adaptee(被适配者 RoundPeg)和 Target(目标 SquarePeg)进行适配.实际上这是将组合方法(composition)和继承(inheritance)方法综合运用. PegAdapter 首先继承 SquarePeg,然后使用 new 的组合生成对象方式,生成 RoundPeg 的对象 roundPeg,再重载父 类 insert()方法。从这里,你也了解使用 new生成对象和使用 extends 继承生成对象的不同,前者无需对原来的类修改,甚至无 需要知道其内部结构和源代码. 如果你有些 Java 使用的经验,已经发现,这种模式经常使用。 进一步使用 上面的 PegAdapter 是继承了 SquarePeg,如果我们需要两边继承,即继承 SquarePeg 又继承 RoundPeg,因为 Java 中 不允许多继承,但是我们可以实现(implements)两个接口(interface) public interface IRoundPeg{ public void insertIntoHole(String msg); } public interface ISquarePeg{ public void insert(String str); } 下面是新的 RoundPeg 和 SquarePeg, 除了实现接口这一区别,和上面的没什么区别。 public class SquarePeg implements ISquarePeg{ public void insert(String str){ System.out.println("SquarePeg insert():"+str); } } public class RoundPeg implements IRoundPeg{ public void insertIntohole(String msg){ System.out.println("RoundPeg insertIntoHole():"+msg); } } 下面是新的 PegAdapter,叫做 two-way adapter: public class PegAdapter implements IRoundPeg,ISquarePeg{ private RoundPeg roundPeg; private SquarePeg squarePeg; // 构造方法 public PegAdapter(RoundPeg peg){this.roundPeg=peg;} // 构造方法 public PegAdapter(SquarePeg peg)(this.squarePeg=peg;) public void insert(String str){ roundPeg.insertIntoHole(str);} } 还有一种叫 Pluggable Adapters,可以动态的获取几个 adapters 中一个。使用 Reflection 技术,可以动态的发现类中的 Public 方法。 设计模式之 Proxy(代理) 理解并使用设计模式,能够培养我们良好的面向对象编程习惯,同时在实际应用中,可以如鱼得水,享受游刃有余的乐趣. 代理模式是比较有用途的一种模式,而且变种较多,应用场合覆盖从小结构到整个系统的大结构,Proxy 是代理的意思,我们 也许有代理服务器等概念,代理概念可以解释为:在出发点到目的地之间有一道中间层,意为代理. 设计模式中定义: 为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问. 为什么要使用 Proxy? 1.授权机制 不同级别的用户对同一对象拥有不同的访问权利,如 Jive 论坛系统中,就使用 Proxy 进行授权机制控制,访问 论坛有两种人:注册用户和游客(未注册用户),Jive 中就通过类似 ForumProxy 这样的代理来控制这两种用户对论坛的访问权 限. 2.某个客户端不能直接操作到某个对象,但又必须和那个对象有所互动. 举例两个具体情况: (1)如果那个对象是一个是很大的图片,需要花费很长时间才能显示出来,那么当这个图片包含在文档中时,使用编辑器或浏 览器打开这个文档,打开文档必须很迅速,不能等待大图片处理完成,这时需要做个图片 Proxy 来代替真正的图片. (2)如果那个对象在 Internet 的某个远端服务器上,直接操作这个对象因为网络速度原因可能比较慢,那我们可以先用 Proxy来代替那个对象. 总之原则是,对于开销很大的对象,只有在使用它时才创建,这个原则可以为我们节省很多宝贵的 Java 内存. 所以,有些人认 为 Java 耗费资源内存,我以为这和程序编制思路也有一定的关系. 如何使用 Proxy? 以 Jive 论坛系统为例,访问论坛系统的用户有多种类型:注册普通用户 论坛管理者 系统管理者 游客,注册普通用户才能发 言;论坛管理者可以管理他被授权的论坛;系统管理者可以管理所有事务等,这些权限划分和管理是使用 Proxy完成的. Forum 是 Jive的核心接口,在 Forum 中陈列了有关论坛操作的主要行为,如论坛名称 论坛描述的获取和修改,帖子发表删 除编辑等. 在 ForumPermissions 中定义了各种级别权限的用户: public class ForumPermissions implements Cacheable { /** * Permission to read object. */ public static final int READ = 0; /** * Permission to administer the entire sytem. */ public static final int SYSTEM_ADMIN = 1; /** * Permission to administer a particular forum. */ public static final int FORUM_ADMIN = 2; /** * Permission to administer a particular user. */ public static final int USER_ADMIN = 3; /** * Permission to administer a particular group. */ public static final int GROUP_ADMIN = 4; /** * Permission to moderate threads. */ public static final int MODERATE_THREADS = 5; /** * Permission to create a new thread. */ public static final int CREATE_THREAD = 6; /** * Permission to create a new message. */ public static final int CREATE_MESSAGE = 7; /** * Permission to moderate messages. */ public static final int MODERATE_MESSAGES = 8; ..... public boolean isSystemOrForumAdmin() { return (values[FORUM_ADMIN] || values[SYSTEM_ADMIN]); } ..... } 因此,Forum 中各种操作权限是和 ForumPermissions 定义的用户级别有关系的,作为接口 Forum 的实现:ForumProxy 正是将这种对应关系联系起来.比如,修改 Forum 的名称,只有论坛管理者或系统管理者可以修改,代码如下: public class ForumProxy implements Forum { private ForumPermissions permissions; private Forum forum; this.authorization = authorization; public ForumProxy(Forum forum, Authorization authorization, ForumPermissions permissions) { this.forum = forum; this.authorization = authorization; this.permissions = permissions; } ..... public void setName(String name) throws UnauthorizedException, ForumAlreadyExistsException { //只有是系统或论坛管理者才可以修改名称 if (permissions.isSystemOrForumAdmin()) { forum.setName(name); } else { throw new UnauthorizedException(); } } ... } 而 DbForum 才是接口 Forum 的真正实现,以修改论坛名称为例: public class DbForum implements Forum, Cacheable { ... public void setName(String name) throws ForumAlreadyExistsException { .... this.name = name; //这里真正将新名称保存到数据库中 saveToDb(); .... } ... } 凡是涉及到对论坛名称修改这一事件,其他程序都首先得和ForumProxy打交道,由ForumProxy决定是否有权限做某一样 事情,ForumProxy 是个名副其实的"网关","安全代理系统". 在平时应用中,无可避免总要涉及到系统的授权或安全体系,不管你有无意识的使用 Proxy,实际你已经在使用 Proxy了. 我们继续结合 Jive谈入深一点,下面要涉及到工厂模式了,如果你不了解工厂模式,请看我的另外一篇文章:设计模式之 Factory 我们已经知道,使用 Forum 需要通过 ForumProxy,Jive 中创建一个 Forum 是使用 Factory 模式,有一个总的抽象类 ForumFactory,在这个抽象类中,调用 ForumFactory 是通过 getInstance()方法实现,这里使用了 Singleton(也是设计模式 之一,由于介绍文章很多,我就不写了),getInstance()返回的是 ForumFactoryProxy. 为什么不返回 ForumFactory,而返回 ForumFactory 的实现 ForumFactoryProxy? 原因是明显的,需要通过代理确定是否有权限创建 forum. 在 ForumFactoryProxy 中我们看到代码如下: public class ForumFactoryProxy extends ForumFactory { protected ForumFactory factory; protected Authorization authorization; protected ForumPermissions permissions; public ForumFactoryProxy(Authorization authorization, ForumFactory factory, ForumPermissions permissions) { this.factory = factory; this.authorization = authorization; this.permissions = permissions; } public Forum createForum(String name, String description) throws UnauthorizedException, ForumAlreadyExistsException { //只有系统管理者才可以创建 forum if (permissions.get(ForumPermissions.SYSTEM_ADMIN)) { Forum newForum = factory.createForum(name, description); return new ForumProxy(newForum, authorization, permissions); } else { throw new UnauthorizedException(); } } 方法 createForum 返回的也是 ForumProxy, Proxy 就象一道墙,其他程序只能和 Proxy交互操作. 注意到这里有两个 Proxy:ForumProxy 和 ForumFactoryProxy. 代表两个不同的职责:使用 Forum 和创建 Forum; 至于为什么将使用对象和创建对象分开,这也是为什么使用 Factory 模式的原因所在:是为了"封装" "分派";换句话说,尽可 能功能单一化,方便维护修改. Jive论坛系统中其他如帖子的创建和使用,都是按照 Forum 这个思路而来的. 以上我们讨论了如何使用Proxy进行授权机制的访问,Proxy还可以对用户隐藏另外一种称为copy-on-write的优化方式. 拷贝一个庞大而复杂的对象是一个开销很大的操作,如果拷贝过程中,没有对原来的对象有所修改,那么这样的拷贝开销就没有必 要.用代理延迟这一拷贝过程. 比如:我们有一个很大的 Collection,具体如 hashtable,有很多客户端会并发同时访问它.其中一个特别的客户端要进行连 续的数据获取,此时要求其他客户端不能再向 hashtable 中增加或删除 东东. 最直接的解决方案是:使用 collection 的 lock,让这特别的客户端获得这个 lock,进行连续的数据获取,然后再释放 lock. public void foFetches(Hashtable ht){ synchronized(ht){ //具体的连续数据获取动作.. } } 但是这一法可能锁住 Collection 会很长时间,这段时间,其他客户端就不能访问该 Collection 了. 第二个解决方案是clone这个Collection,然后让连续的数据获取针对clone出来的那个Collection操作.这个方案前提是, 这个 Collection 是可 clone的,而且必须有提供深度 clone的方法.Hashtable 就提供了对自己的 clone方法,但不是 Key和 value对象的 clone,关于 Clone含义可以参考专门文章. public void foFetches(Hashtable ht){ Hashttable newht=(Hashtable)ht.clone(); } 问题又来了,由于是针对clone出来的对象操作,如果原来的母体被其他客户端操作修改了, 那么对clone出来的对象操作就 没有意义了. 最后解决方案:我们可以等其他客户端修改完成后再进行 clone,也就是说,这个特别的客户端先通过调用一个叫 clone的方 法来进行一系列数据获取操作.但实际上没有真正的进行对象拷贝,直至有其他客户端修改了这个对象 Collection. 使用 Proxy实现这个方案.这就是 copy-on-write操作. Proxy应用范围很广,现在流行的分布计算方式 RMI 和 Corba 等都是 Proxy模式的应用. 更多 Proxy应用,见 http://www.research.umbc.edu/~tarr/cs491/lectures/Proxy.pdf Sun 公司的 Explore the Dynamic Proxy API Dynamic Proxy Classes 设计模式之 Facade(外观 总管 Manager) Facade 模式的定义: 为子系统中的一组接口提供一个一致的界面. Facade一个典型应用就是数据库 JDBC 的应用,如下例对数据库的操作: public class DBCompare { Connection conn = null; PreparedStatement prep = null; ResultSet rset = null; try { Class.forName( "" ).newInstance(); conn = DriverManager.getConnection( "" ); String sql = "SELECT * FROM WHERE = ?"; prep = conn.prepareStatement( sql ); prep.setString( 1, "" ); rset = prep.executeQuery(); if( rset.next() ) { System.out.println( rset.getString( "办法. 在应用中,经常需要对数据库操作,每次都写上述一段代码肯定比较麻烦,需要将其中不变的部分提炼出来,做成一个接口,这 就引入了 facade 外观对象.如果以后我们更换 Class.forName 中的也非常方便,比如从 Mysql 数据库换到 Oracle 数据库,只要更换 facade接口中的 driver 就可以. 我们做成了一个 Facade 接口,使用该接口,上例中的程序就可以更改如下: public class DBCompare { String sql = "SELECT * FROM
WHERE = ?"; try { Mysql msql=new mysql(sql); prep.setString( 1, "" ); rset = prep.executeQuery(); if( rset.next() ) { System.out.println( rset.getString( "一个常用的法,也许你已经不知不觉在使用,尽 管不知道它就是 facade. 设计模式之 Composite(组合) Composite 模式定义: 将对象以树形结构组织起来,以达成“部分-整体” 的层次结构,使得客户端对单个对象和组合对象的使用具有一致性. Composite比较容易理解,想到 Composite 就应该想到树形结构图。组合体内这些对象都有共同接口,当组合体一个对象 的方法被调用执行时,Composite 将遍历(Iterator)整个树形结构,寻找同样包含这个方法的对象并实现调用执行。可以用牵一 动百来形容。 所以 Composite 模式使用到 Iterator 模式,和 Chain of Responsibility 模式类似。 Composite 好处: 1.使客户端调用简单,客户端可以一致的使用组合结构或其中单个对象,用户就不必关系自己处理的是单个对象还是整个 组合结构,这就简化了客户端代码。 2.更容易在组合体内加入对象部件. 客户端不必因为加入了新的对象部件而更改代码。 如何使用 Composite? 首先定义一个接口或抽象类,这是设计模式通用方式了,其他设计模式对接口内部定义限制不多, Composite 却有个规定, 那就是要在接口内部定义一个用于访问和管理 Composite组合体的对象们(或称部件 Component). 下面的代码是以抽象类定义,一般尽量用接口 interface, public abstract class Equipment { private String name; //实价 public abstract double netPrice(); //折扣价格 public abstract double discountPrice(); //增加部件方法 public boolean add(Equipment equipment) { return false; } //删除部件方法 public boolean remove(Equipment equipment) { return false; } //注意这里,这里就提供一种用于访问组合体类的部件方法。 public Iterator iter() { return null; } public Equipment(final String name) { this.name=name; } } 抽象类 Equipment 就是 Component 定义,代表着组合体类的对象们,Equipment 中定义几个共同的方法。 public class Disk extends Equipment { public Disk(String name) { super(name); } //定义 Disk 实价为 1 public double netPrice() { return 1.; } //定义了 disk 折扣价格是 0.5 对折。 public double discountPrice() { return .5; } } Disk是组合体内的一个对象,或称一个部件,这个部件是个单独元素( Primitive)。 还有一种可能是,一个部件也是一个组合体,就是说这个部件下面还有'儿子',这是树形结构中通常的情况,应该比较容易理解。 现在我们先要定义这个组合体: abstract class CompositeEquipment extends Equipment { private int i=0; //定义一个 Vector 用来存放'儿子' private Lsit equipment=new ArrayList(); public CompositeEquipment(String name) { super(name); } public boolean add(Equipment equipment) { this.equipment.add(equipment); return true; } public double netPrice() { double netPrice=0.; Iterator iter=equipment.iterator(); for(iter.hasNext()) netPrice+=((Equipment)iter.next()).netPrice(); return netPrice; } public double discountPrice() { double discountPrice=0.; Iterator iter=equipment.iterator(); for(iter.hasNext()) discountPrice+=((Equipment)iter.next()).discountPrice(); return discountPrice; } //注意这里,这里就提供用于访问自己组合体内的部件方法。 //上面 dIsk 之所以没有,是因为 Disk 是个单独(Primitive)的元素. public Iterator iter() { return equipment.iterator() ; { //重载 Iterator 方法 public boolean hasNext() { return i提供了外部访问的方法,重载了 Iterator,Iterator 是 Java 的 Collection 的一个接口,是 Iterator 模式的实现. 我们再看看 CompositeEquipment 的两个具体类:盘盒 Chassis 和箱子 Cabinet,箱子里面可以放很多东西,如底板, 电源盒,硬盘盒等;盘盒里面可以放一些小设备,如硬盘 软驱等。无疑这两个都是属于组合体性质的。 public class Chassis extends CompositeEquipment { public Chassis(String name) { super(name); } public double netPrice() { return 1.+super.netPrice(); } public double discountPrice() { return .5+super.discountPrice(); } } public class Cabinet extends CompositeEquipment { public Cabinet(String name) { super(name); } public double netPrice() { return 1.+super.netPrice(); } public double discountPrice() { return .5+super.discountPrice(); } } 至此我们完成了整个 Composite模式的架构。 我们可以看看客户端调用 Composote 代码: Cabinet cabinet=new Cabinet("Tower"); Chassis chassis=new Chassis("PC Chassis"); //将 PC Chassis 装到 Tower 中 (将盘盒装到箱子里) cabinet.add(chassis); //将一个 10GB 的硬盘装到 PC Chassis (将硬盘装到盘盒里) chassis.add(new Disk("10 GB")); //调用 netPrice()方法; System.out.println("netPrice="+cabinet.netPrice()); System.out.println("discountPrice="+cabinet.discountPrice()); 上面调用的方法 netPrice()或 discountPrice(),实际上 Composite 使用 Iterator 遍历了整个树形结构,寻找同样包含这 个方法的对象并实现调用执行. Composite是个很巧妙体现智慧的模式,在实际应用中,如果碰到树形结构,我们就可以尝试是否可以使用这个模式。 以论坛为例,一个版(forum)中有很多帖子(message),这些帖子有原始贴,有对原始贴的回应贴,是个典型的树形结构, 那么当然可以使用 Composite模式,那么我们进入 Jive中看看,是如何实现的. Jive 解剖 在 Jive中 ForumThread 是 ForumMessages 的容器 container(组合体).也就是说,ForumThread 类似我们上例中的 CompositeEquipment.它和 messages 的关系如图: [thread] |- [message] |- [message] |- [message] |- [message] |- [message] 我们在 ForumThread 看到如下代码: public interface ForumThread { .... public void addMessage(ForumMessage parentMessage, ForumMessage newMessage) throws UnauthorizedException; public void deleteMessage(ForumMessage message) throws UnauthorizedException; public Iterator messages(); .... } 类似 CompositeEquipment, 提供用于访问自己组合体内的部件方法: 增加 删除 遍历. 结合我的其他模式中对 Jive的分析,我们已经基本大体理解了 Jive 论坛体系的框架,如果你之前不理解设计模式,而直接去看 Jive源代码,你肯定无法看懂。 参考文章: Composite 模式和树形结构的讨论 设计模式之 Decorator(油漆工) 装饰模式:Decorator 常被翻译成"装饰",我觉得翻译成"油漆工"更形象点,油漆工(decorator)是用来刷油漆的,那么被刷油漆的 对象我们称 decoratee.这两种实体在 Decorator 模式中是必须的. Decorator定义: 动态给一个对象添加一些额外的职责,就象在墙上刷油漆.使用 Decorator 模式相比用生成子类方式达到功能的扩充显得更为灵 活. 为什么使用 Decorator? 我们通常可以使用继承来实现功能的拓展,如果这些需要拓展的功能的种类很繁多,那么势必生成很多子类,增加系统的复杂性, 同时,使用继承实现功能拓展,我们必须可预见这些拓展功能,这些功能是编译时就确定了,是静态的. 使用Decorator的理由是:这些功能需要由用户动态决定加入的方式和时机.Decorator提供了"即插即用"的方法,在运行期间决 定何时增加何种功能. 如何使用? 举Adapter 中的打桩示例,在 Adapter 中有两种类:方形桩 圆形桩,Adapter模式展示如何综合使用这两个类,在Decorator模 式中,我们是要在打桩时增加一些额外功能,比如,挖坑 在桩上钉木板等,不关心如何使用两个不相关的类. 我们先建立一个接口: public interface Work { public void insert(); } 接口 Work有一个具体实现:插入方形桩或圆形桩,这两个区别对 Decorator 是无所谓.我们以插入方形桩为例: public class SquarePeg implements Work{ public void insert(){ System.out.println("方形桩插入"); } } 现在有一个应用:需要在桩打入前,挖坑,在打入后,在桩上钉木板,这些额外的功能是动态,可能随意增加调整修改,比如,可能又需 要在打桩之后钉架子(只是比喻). 那么我们使用 Decorator 模式,这里方形桩 SquarePeg 是 decoratee(被刷油漆者),我们需要在 decoratee 上刷些"油漆",这 些油漆就是那些额外的功能. public class Decorator implements Work{ private Work work; //额外增加的功能被打包在这个 List 中 private ArrayList others = new ArrayList(); //在构造器中使用组合 new方式,引入 Work 对象; public Decorator(Work work) { this.work=work; others.add("挖坑"); others.add("钉木板"); } public void insert(){ newMethod(); } //在新方法中,我们在 insert 之前增加其他方法,这里次序先后是用户灵活指定的 public void newMethod() { otherMethod(); work.insert(); } public void otherMethod() { ListIterator listIterator = others.listIterator(); while (listIterator.hasNext()) { System.out.println(((String)(listIterator.next())) + " 正在进行"); } } } 在上例中,我们把挖坑和钉木板都排在了打桩 insert 前面,这里只是举例说明额外功能次序可以任意安排. 好了,Decorator 模式出来了,我们看如何调用: Work squarePeg = new SquarePeg(); Work decorator = new Decorator(squarePeg); decorator.insert(); Decorator 模式至此完成. 如果你细心,会发现,上面调用类似我们读取文件时的调用: FileReader fr = new FileReader(filename); BufferedReader br = new BufferedReader(fr); 实际上 Java 的 I/O API 就是使用 Decorator 实现的,I/O变种很多,如果都采取继承方法,将会产生很多子类,显然相当繁琐. Jive 中的 Decorator 实现 在论坛系统中,有些特别的字是不能出现在论坛中如"打倒 XXX",我们需要过滤这些"反动"的字体.不让他们出现或者高亮度显 示. 在 IBM Java 专栏中专门谈 Jive的文章中,有谈及 Jive中 ForumMessageFilter.java 使用了 Decorator 模式,其实,该程序并 没有真正使用 Decorator,而是提示说:针对特别论坛可以设计额外增加的过滤功能,那么就可以重组 ForumMessageFilter 作 为 Decorator 模式了. 所以,我们在分辨是否真正是Decorator模式,以及会真正使用Decorator模式,一定要把握好Decorator模式的定义,以及其中 参与的角色(Decoratee 和 Decorator). 设计模式之 Bridge Bridge 模式定义 :将抽象和行为划分开来,各自独立,但能动态的结合。 任何事物对象都有抽象和行为之分,例如人,人是一种抽象,人分男人和女人等;人有行为,行为也有各种具体表现,所 以,“人”与“人的行为”两个概念也反映了抽象和行为之分。 在面向对象设计的基本概念中,对象这个概念实际是由属性和行为两个部分组成的,属性我们可以认为是一种静止的,是 一种抽象,一般情况下,行为是包含在一个对象中,但是,在有的情况下,我们需要将这些行为也进行归类,形成一个总的行 为接口,这就是桥模式的用处。 为什么使用? 不希望抽象部分和行为有一种固定的绑定关系,而是应该可以动态联系的。 如果一个抽象类或接口有多个具体实现(子类、concrete subclass),这些子类之间关系可能有以下两种情况: 1. 这多个子类之间概念是并列的,如前面举例,打桩,有两个 concrete class:方形桩和圆形桩;这两个形状上的桩是并列的, 没有概念上的重复。 2.这多个子类之中有内容概念上重叠.那么需要我们把抽象共同部分和行为共同部分各自独立开来,原来是准备放在一个接 口里,现在需要设计两个接口:抽象接口和行为接口,分别放置抽象和行为. 例如,一杯咖啡为例,子类实现类为四个:中杯加奶、大杯加奶、 中杯不加奶、大杯不加奶。 但是,我们注意到:上面四个子类中有概念重叠,可从另外一个角度进行考虑,这四个类实际是两个角色的组合:抽象 和 行为,其中抽象为:中杯和大杯;行为为:加奶 不加奶(如加橙汁 加苹果汁). 实现四个子类在抽象和行为之间发生了固定的绑定关系,如果以后动态增加加葡萄汁的行为,就必须再增加两个类:中杯 加葡萄汁和大杯加葡萄汁。显然混乱,扩展性极差。 那我们从分离抽象和行为的角度,使用 Bridge模式来实现。 如何实现?
实验一 复习C++有关知识
实验目的:
通过实验掌握下列知识:
1、复习C++有关基本知识;
2、熟悉VC编程、编译和调试环境;
内容及步骤:
编写一个类Complex,定义复数的加法、减法、乘法和除法运算,要求在编写该类时重载这些运算操作符,并重载I/O操作符,以便输入和输出复数;
实验报告要求:
按要求写出完整的实验代码;

实验二 单链表结构及计算
实验目的:
通过实验掌握下列知识:
1、熟悉线性表的基本运算在两种存储结构(顺序结构和链式结构)上的实现;
2、继续熟悉VC编程、编译和调试环境;
内容及步骤:
1、 设有一个线性表(e0,e1,e2,e3,…,en-2,en-1)存放在一个一维数组A[arraySize]中的前n个数组元素位置。请编写一个函数将这个线性表原地逆置,即将数组的前n个原地址内容置换为(en-1,en-2,…,e3,e2,e1,e0)。
2、 针对带附加头结点的单链表,试编写下列函数:
A. 定位函数Locate:在单链表中寻找第i个结点。若找到,则函数返回第i个结点的地址;若找不到,则函数返回NULL;
B. 球最大值函数max:通过单链表的一趟遍历,在单链表中确定值最大的结点;
C. 统计函数number:统计单链表中具有给定值x的所有元素数量;
D. *建立函数create:根据一维数组a[n]建立一个单链表,使单链表中各元素的次序与a[n]中各元素的次序相同,要求该程序的时间复杂度为O(n)。
E. *整理函数tideup:在非递减有序的单链表中删除值相同的多余结点。
实验报告要求:
按要求写出完整的实验代码;

实验三 堆栈结构与递归
实验目的:
通过实验掌握下列知识:
1、掌握堆栈的结构和运算应用;
2、掌握并运用递归的概念进行编程;
内容及步骤:
1、 借助堆栈实现单链表上的逆置运算;
要求: a. 用C++编程;
b. 首先用C++实现单链表编程,再基于编写好的单链表类,实现堆栈类的定义和实现。
c. 链表类和堆栈类都要包含必要的成员函数(按照教材要求)。
2、 已知a[n]为整数数组,试写出实现下列运算的递归代码(C或C++代码均可):
要求: a. 求数组中的最大整数;
b. 求n个数的和;
c. 利用堆栈类,将本题a和b的代码改成非递归的方式。
实验报告要求:
按要求写出完整的实验代码;

实验四 综合(课程设计)
内容及步骤:
1、假定一维数组a[n]中的每个元素值均在[0,200]区间内,用C++编写一个算法,分别统计出落在[0,20],[21,50],[51,80],[81,130],[131,200]等各区间内的元素个数。
2、 请用C++编写一个算法,完成以下功能:
a. 从键盘输入一段文字,以$作结束符号;
b. 统计文字中的文本行数,字母,数字以及其他符号的数量,并在屏幕上显示;
3、 请用C++编写一个算法,完成矢量的加法与成法运算,运算规则如下:
a. 矢量加法:(a1,a2,……,an)+(b1,b2,……,bn)=(a1+b1,a2+b2,……,an+bn);
b. 矢量减法:(a1,a2,……,an)-(b1,b2,……,bn)=(a1-b1,a2-b2,……,an-bn);
c. 矢量点积:(a1,a2,……,an)*(b1,b2,……,bn)=(a1*b1,a2*b2,……,an*bn);
d. 矢量与实数相乘:a*(b1,b2,……,bn)=(a*b1,a*b2,……,a*bn);
4、 请用C++结合链表编写一个简单的机票订票程序,要求完成以下功能:
a. 允许出现多个班机;
b. 创建一个班机链表,每个节点都包含指向一个乘客链表的指针;
c. 该程序要有顾客购票,查询班机起飞降落时间,班机订票情况等3个功能,并实现菜单选项
5、 用C++编写一个简单的行编辑器,每个结点保存一行文本,程序以E file开始,然后显示行数和提示符,如果输入I,后面跟着一个数字n,就在第n行之前插入后续文本,如果I后面没有跟数字,就在当前行之前插入文本,如果输入D,后面跟着m,n,一个数字n或者没有数字,就分别删除m到n行,第n行或者当前行,命令L用于显示文本;
6、 用C++编写求多项式的和与积的算法,要求如下:
a. 要求从键盘分别输入2个多项式的系数以及最高次幂;
b. 通过重载操作符+和*,完成多项式的和与积的计算;
c. 输出运算结果;
7、 编写一个程序,将10进制数转换为其它(2-9)进制数。可以将要转换的数重复除以基数,然后讲除的余数按反方向排列来实现;
8、 已知A[n]为正数数组,试写出实现下列运算的递归算法;
a. 求数组A中的最大整数;
b. 求n个数的平均值;
c. 求n个整数的平均值;
9、 已知f为单链表的表头指针,链表中存储的都是整型数据,试写出实现下列运算的递归算法:
a. 求链表中的最大整数;
b. 求链表的结点个数;
c. 求所有整数的平均数;
告要求:
写出能运行的完整的代码。

实验五 二叉树(一)
实验目的:
通过实验掌握下列知识:
1、熟悉二叉树的存储结构和遍历算法;
2、通过二叉树遍历操作了解递归的本质和方法;
内容及步骤:
1、 试建立一个二叉搜索树,并实现以下成员函数:
a. 默认构造函数和带数据域、左子树指针、右子树指针的构造函数;
b. 按照二叉搜索树的要求设计插入函数Insert(int Info);
c. 用递归的方法设计前序遍历和后续遍历函数,遍历时要输出遍历的每个结点;
d. 设计一个构造函数,当对象结束时,要释放整个二叉搜索树所占的内存空间(提示,通过后序遍历算法找到叶结点,并删除叶结点,不断重复此过程,直到整科树为空);
2、实现1所要求的代码后,运行设计好的代码,将以下的几组整数序列建成搜索二叉树,并记录下它们的前序遍历序列和后序遍历序列:
a. 1、3、5、7、9;
b. 1、13、35、13、27;
c. 50、25、78、13、44、99、66。
实验报告要求:
1、 按要求记录下二叉搜索树的完整实验代码;
2、 按要求记录下要求的输出结果。


实验六 二叉树(二)
实验目的:
通过实验掌握下列知识:
1、继续熟悉二叉树的存储结构和遍历算法;
2、熟悉二叉搜索树的应用,并做一个小型的课程设计;
内容及步骤:
1、 在前一个实验的基础上,继续增加搜索函数Search(int Info)(如果找到结点,返回指向该结点的指针,如果没有,则返回空指针)和删除函数bool Delete(int Info),如果找到结点,则删除该结点,并保持二叉搜索树的基本结构,并返回true,否则返回false;
2、利用二叉搜索树实现一个音像商店(小型书店、小型超市、或小型药店)的交易管理系统,要求实现以下功能:
a. 该系统应该有一个字符型的主菜单;
b. 能按字母顺序显示库存商品的名称和数量;
c. 能添加和删除新的商品;
d. 当输入一个商品时,能显示该商品是否在库存中,如存在库存中,则显示其名称和数量,否则显示“未找到”。
e. 如有可能,请建立一个存储商品名称和数量的文本文件,并为二叉搜索树建立一个成员函数SetupInventory(),用于从该文本文件中读取库存商品的数据,
实验报告要求:
1、 按要求记录下二叉搜索树的完整实验代码;
2、 按要求记录下要求的输出结果。

实验六 图(课程设计)
实验目的:
通过实验掌握下列知识:
1、熟悉图的存储结构和遍历算法;
2、熟悉图的应用,并做一个小型的课程设计;
内容及步骤:
1、 设计一个图的类,采用临接表法进行存储,该图每个结点的数据类型类模板的模板参数进行定义(注:需先设计一个结点类Node);
2、 为该类分别设计一个实现深度优先搜索和广度优先搜索的成员函数,并要输出搜索结果;
注: 1、为了让你设计的图类拥有数据,可以设计一个成员函数,用于构造你自己预先设计好的图;
2、要求的图如下,也可以自己构造图,但是需要注意的是,图不能是退化的单链表:

实验报告要求:
1、 按要求记录下图的类的完整实验代码;
2、 纪录你所使用的图;
3、 按要求记录下要求的输出结果;


实验八 综合实验
内容及步骤:
1、请使用C++编写班级学生学籍管理程序
每个学生的信息包括:姓名、学号和英语、数学、程序设计及体育成绩。从键盘输入数据,建立数据文件student.dat,然后,利用C++编程完成如下处理:
(1)对学生姓名或学号进行查询,显示其信息 。
(2)对所有学生,按班级计算每一科平均成绩。
(3)分别按英语、数学、程序设计及体育成绩排序并输出到文件。
注:要用面向对象的方法来设计程序,每个班是一个类的实例;
2、用链表建立通讯录。通讯录内容有:姓名、通讯地址、电话号码。
(1)通讯录是按姓名项的字母顺序排列的;
(2)能查找通讯录中某人的信息;
(3)能添加和删除通讯录中的指定项。
注:要用面向对象的方法来设计程序,每个通讯录是一个类的实例;
3、从终端读入字符集大小为n(即字符的个数),逐一输入n个字符和相应的n个权值(即字符出现的频度),建立哈夫曼树,进行编码并且输出。
注:可用C或C++编写。
4、用邻接矩阵或邻接图实现一个有向图的存储,并实现单源最短路径算法的实现(这个类的一个成员函数),并能输出该图的关键路径。
注:1、要用面向对象的方法设计代码;
2、一个图是一个类的实例;
3、类中要指出该图的起点。
实验报告要求:
写出完整的代码。



习题1 绪论------------------------------------------------------------------------------------6
习题2 线性表---------------------------------------------------------------------------------8
习题3 栈和队列------------------------------------------------------------------------------11
习题4 串---------------------------------------------------------------------------------------13
习题5 数组------------------------------------------------------------------------------------15
习题6 树与二叉树---------------------------------------------------------------------------17
习题7 图---------------------------------------------------------------------------------------24
习题8 查找------------------------------------------------------------------------------------31
习题9 排序------------------------------------------------------------------------------------34

第1部分 C++基本知识
各种数据结构以及相应算法的描述总是要选用一种语言工具。在计算机科学发展过程中,早期数据结构教材大都采用PASCAL语言为描述工具,后来出现了采用C语言为描述工具的教材版本、至今又出现了采用C++语言为描述工具的多种教材版本。本教实验指导书是为已经学习过C++语言的学生而编写。编写实验指导书目的为了配合理论教学。程序要求在C++ Builder开发环境之下调试运行,采用面向对象方法进行设计。典型的数据结构被设计成为类(class),典型算法设计成为类的函数成员,然后在主函数中声明创建类对象,根据实际需要调用重要的算法。
由于C++的使用具有一定的难度,为了同学更好的学习数据结构自身的知识内容,减轻描述工具所带来的困难,这里针对数据结构上机实验所必须的C++基本知识(结构体、类等等)做补充介绍。
一、 源程序组成

这部分内容详细参见本指导书的第3部分的程序实例。
二、结构体及运用
数据结构课程所研究的问题均运用到“结构体”和“类”。在C++语言中结构体和函数又是理解和掌握“类”的语法基础。定义结构体的一般格式:
struct 结构体类型名
{ 类型名1 变量名1; //数据子域
类型名2 变量名2;……
类型名n 变量名n;
}
其中struct是保留字。结构体类型名由用户自己命名。在使用时必须声明一个具体的结构体类型的变量,声明创建一个结构体变量的方法是:
结构体类型名 结构体变量名;
一个结构体中可以包含多个数据子域。数据子域的类型名一般指基本数据类型(int char 等),也可是已经定义的另一结构体名。数据子域变量名可以是简单变量,也可以是数组。它们也可以称为结构体的数据成员,它们的访问控制具有‘公有’属性。
1. 通过“结构体变量名.数据子域” 可以访问数据子域。
// 设计Student结构体,在主程序中运用。
#include
#include
#include
struct Student //定义结构体Student
{ long num; // 学号
int x; // 成绩
char name[10]; // 姓名
}
int main( )
{ Student s1; //声明创建一个结构体变量s1
//为s1的数据子域提供数据
s1.num=1001 ;
s1. x=83;
strcpy( s1.name, “ 李 明”);
//输出结构体变量s1 的内容
cout<< “ 姓名: ”<< s1.name <cout<< “ 学号: ”<< s1.num<cout<< “ 成绩:”<< s1.x <_getch(); return 0;
}
2. 设计一维数组,每个数组元素是Student结构体类型,通过以下语句段可以说明结构体数组的一般用法:通过“结构体数组名[下标].数据子域”访问数据域。
Student a[5]; //声明创建一个结构体数组a
for(int i=0, i<5, i++)
{ cout<<“学号:”; cin>>a[i].num; //输出数组元素a[i]的学号域
cout<<“姓名:”; cin>> a[i].name; //输出数组元素a[i]的姓名域
cout<<“成绩:”; cin>>a[i].x; //输出数组元素a[i]的成绩域
}
以上是关于结构体的基本概念和简单运用。


三、 类的基本概念及运用
类的是面向对象程序的基本单位。类是由数据成员和相关的函数成员组成。从面向对象的角度考虑“学生”这个类,它不仅包括“学生”的一般属性:学号、姓名、成绩等等,还应包括对于这些属性的操作:输入/输出、听课、实验、等等。
类定义的一般格式:
class 类名
{ 若干数据成员;
若干函数成员;
};
类的数据成员和函数成员均存在访问控制权限问题。访问控制分为三种:公有(public)、私有(private)和受护(protected)。
数据成员的定义和结构体中的数据域定义是相似的。不同的是它们必须明确访问控制。而公有数据成员,可以认为与结构体的数据域的访问权限相同。
成员函数的定义又和一般函数的定义基本相同。不同的是类中成员函数也必须明确访问控制权限。如果在类之中定义成员函数带函数体,并未有什么特殊之处。如果在类之中仅有成员函数的原型声明,当在类定义之外定义函数体时,需要加上类限定标识“类名::”。下面是“学生”类的定义:
class Students //定义类结构体Students
{ private: //私有成员
long num; // 学号
int x; // 成绩
char name[10]; // 姓名
public: //公有成员
Students();
~Students() { };
void SetDat( long n, int x0, char *na0 )
{ num=n; x=x0; strcpy( name,na0);
}
void PrintOut( ); //输出函数的原型声明
…….;
};
void Students::PrintOut( ) // 输出函数前加Students::
{ cout<< “ 姓名: ”<< name <cout<< “ 学号: ”<< num<cout<< “ 成绩:”<< x < }
在主程序中运用类 Students。
int main( )
{ Students s; //声明创建一个类对象s,调用构造函数
s.PrintOut( ); //输出s的内容
long m; int y; char xname[10];
cout<< “ 输入学号,成绩,姓名:” ;
cin>>m>>y>>xname;
s. SetDat( m, y, xname ) ; //修改对象s数据
s. PrintOut(); //输出改变后s的内容
_getch(); return 0;
}
运行结果:
姓名:O
学号:0
成绩:0
输入学号,成绩,姓名:1001 90 WangMing
姓名:WangMing
学号:1001
成绩:90
这个例题中数据成员全部定义为私有(private),以便保证数据安全性。
而函数成员全部定义为公有(public)成员函数,可以作为类对外部的的接口。 通过s. SetDat( m, y, xname ) ; 直接访公有函数成员SetDat( ), 将实参(主函数的局部变量m, y, xname) 的数据赋给私有数据成员 num,x,name。 通过 s.PrintOut( );直接访公有函数成员PrintOut( ),间接访问输出私有成员num,x,name。
四、 结构体在类中的使用
1.结构体数组做类的数据成员
const int MAXSIZE=100; // 数组的容量
struct ElemType // 数据元素的类型
{ int numb;
char name[20];
long tel;
};
class Sqlist
{ private:
ElemType elem[MAXSIZE]; //结构体ElemType类型的数组elem[ ]做数据成员
int length;
public:
Sqlist( void);
~Sqlist(){ };
//其他函数……
};
2.结构体指针变量做类的数据成员
struct NodeType // 结点的结构定义
{ int data; // 数据域
NodeType *next; // 指针域
};
class Link //类声明
{ private:
NodeType *Head; //指向结构构体NodeType的指针变量Head做数据成员
public:
Link ( ){ Head=new NodeType; // 为头结点申请空间
Head->next=Head; // 头结点Head 形成空环
};
~ Link (){ };
void creat();
void outs();
};



















第2部分 书面练习题
习题1 绪论
1.1 单项选择题
1. 数据结构是一门研究非数值计算的程序设计问题中,数据元素的① 、数据信息在计算机中的② 以及一组相关的运算等的课程。
① A.操作对象   B.计算方法  C.逻辑结构  D.数据映象
② A.存储结构 B.关系 C.运算 D.算法
2. 数据结构DS(Data Struct)可以被形式地定义为DS=(D,R),其中D是① 的有限集合,R是D上的② 有限集合。
① A.算法 B.数据元素 C.数据操作 D.数据对象
② A.操作 B.映象 C.存储 D.关系
3. 在数据结构中,从逻辑上可以把数据结构分成 。
A.动态结构和静态结构 B.紧凑结构和非紧凑结构
C.线性结构和非线性结构 D.内部结构和外部结构
4. 算法分析的目的是① ,算法分析的两个主要方面是② 。
① A. 找出数据结构的合理性 B. 研究算法中的输入和输出的关系
C. 分析算法的效率以求改进 D. 分析算法的易懂性和文档性
② A. 空间复杂性和时间复杂性 B. 正确性和简明性
C. 可读性和文档性 D. 数据复杂性和程序复杂性
5. 计算机算法指的是① ,它必具备输入、输出和② 等五个特性。
① A. 计算方法 B. 排序方法
C. 解决问题的有限运算序列 D. 调度方法
② A. 可行性、可移植性和可扩充性 B. 可行性、确定性和有穷性
C. 确定性、有穷性和稳定性 D. 易读性、稳定性和安全性

1.2 填空题(将正确的答案填在相应的空中)
1. 数据逻辑结构包括 、 和 三种类型,树形结构和图形结构合称为 。
2. 在线性结构中,第一个结点 前驱结点,其余每个结点有且只有 个前驱结点;最后一个结点 后续结点,其余每个结点有且只有 个后续结点。
3. 在树形结构中,树根结点没有 结点,其余每个结点有且只有 个直接前驱结点,叶子结点没有 结点,其余每个结点的直接后续结点可以 。
4. 在图形结构中,每个结点的前驱结点数和后续结点数可以 。
5. 线性结构中元素之间存在 关系,树形结构中元素之间存在 关系,图形结构中元素之间存在 关系。
6. 算法的五个重要特性是__ __ , __ __ , ___ _ , __ __ , _ ___。
7. 分析下面算法(程序段),给出最大语句频度 ,该算法的时间复杂度是__ __。
for (i=0;i for (j=0;j A[i][j]=0;
8. 分析下面算法(程序段),给出最大语句频度 ,该算法的时间复杂度是__ __。
for (i=0;i for (j=0; jA[i][j]=0;
9. 分析下面算法(程序段),给出最大语句频度 ,该算法的时间复杂度是__ __。
s=0;
for (i=0;i for (j=0;j for (k=0;k s=s+B[i][j][k];
sum=s;
10. 分析下面算法(程序段)给出最大语句频度 ,该算法的时间复杂度是__ __。
i=s=0;
while (s{ i++;
s+=i; //s=s+i
}
11. 分析下面算法(程序段)给出最大语句频度 ,该算法的时间复杂度是__ __。
i=1;
while (i<=n)
i=i*2;
1.3 算法设计题
1. 试写一算法,自大到小依次输出顺序读入的三个数X,Y和Z的值.
2. 试写一算法,求出n个数据中的最大值。写出最大语句频度,该算法的时间复杂度。
习题答案
1.1 1. C , A 2. B,D 3. C 4. C, A 5. C,B
1.2 1. 线性结构、树形结构、图形结构,非线性结构
2. 没有、1、没有、1
3. 前驱、1、后续、任意多个
4. 任意多个
5. 一对一、一对多、多对多
6. 有穷性、确定性、可行性、输入、输出
7. 最大语句频度:n2 , 时间复杂度:. O (n2)
8. 最大语句频度:n (n+1)/2 , 时间复杂度:. O (n2)
9. 最大语句频度:n3 , 时间复杂度:. O (n3)
10. 最大语句频度:n , 时间复杂度:. O (n )
11. 最大语句频度:log2n, 时间复杂度:. O (log2n )




习题2 线性表
2.1 单项选择题
1. 一个向量(即一批地址连续的存储单元)第一个元素的存储地址是100,每个元素的长度为2,则第5个元素的地址是__ __。
A. 110 B. 108 C. 100 D. 120
2. 线性表的顺序存储结构是一种__ _的存储结构,而链式存储结构是一种__ _的存储结构。
A.随机存取 B.索引存取 C.顺序存取 D.散列存取
3. 线性表的逻辑顺序与存储顺序总是一致的,这种说法__ _。
A. 正确 B. 不正确
4. 线性表若采用链式存储结构时,要求内存中可用存储单元的地址__ _。
A. 必须是连续的 B. 部分地址必须是连续的
C. 一定是不连续的 D. 连续或不连续都可以
5. 在以下的叙述中,正确的是__ _。
A. 线性表的顺序存储结构优于链表存储结构
B. 线性表的顺序存储结构适用于频繁插入/删除数据元素的情况
C. 线性表的链表存储结构适用于频繁插入/删除数据元素的情况
D. 线性表的链表存储结构优于顺序存储结构
6. 每种数据结构都具备三个基本运算:插入、删除和查找,这种说法__ _。
A. 正确 B. 不正确
7. 不带头结点的单链表head为空的判定条件是____。
A. head= =NULL B. head->next= =NULL
C. head->next= =head D. head!=NULL
8. 带头结点的单链表head为空的判定条件是____。
A. head= =NULL B. head->next= =NULL
C. head->next= =head D. head!=NULL
9. 非空的循环单链表head的尾结点(由p所指向)满足____。
A. p->next= =NULL B. p= =NULL
C. p->next= =head D. p= =head
10. 在双向循环链表的p所指结点之后插入s所指结点的操作是____。
A. p->right=s; s->left=p; p->right->left=s; s->right=p->right;
B. p->right=s; p->right->left=s; s->left=p; s->right=p->right;
C. s->left=p; s->right=p->right; p->right=s; p->right->left=s;
D. s->left=p; s->right=p->right; p->right->left=s; p->right=s;
11. 在一个单链表中,已知q所指结点是p所指结点的前驱结点,若在q和p之间插入s结点,则执行____。
A. s->next=p->next; p->next=s; B. p->next=s->next; s->next=p;
B. q->next=s; s->next=p; C. p->next=s; s->next=q;
12. 在一个单链表中,若p所指结点不是最后结点,在p之后插入s所指结点,则执行____。
A. s->next=p; p->next=s; B. s->next=p->next; p->next=s;
C. s->next=p->next; p=s; C. p->next=s; s->next=p;
13. 在一个单链表中,若删除p所指结点的后续结点,则执行____。
A. p->next= p->next->next; B. p= p->next; p->next= p->next->next;
C. p->next= p->next; D. p= p->next->next;
14. 从一个具有n个结点的单链表中查找其值等于x结点时,在查找成功的情况下,需平均比较____个结点。
A. n B. n/2 C. (n-1)/2 D. (n+1)/2
15. 在一个具有n个结点的有序单链表中插入一个新结点并仍然有序的时间复杂度是__ __。
A. O(1) B. O(n) C. O (n2) D. O (nlog2n)
16. 给定有n个元素的向量,建立一个有序单链表的时间复杂度是__ __。
A. O(1)) B. O(n) C. O (n2) D. O (n*log2n)
2.2 填空题(将正确的答案填在相应的空中)
1. 单链表可以做__ __的链接存储表示。
2. 在双链表中,每个结点有两个指针域,一个指向____ __,另一个指向___ __。
3. 在一个单链表中p所指结点之前插入一个s (值为e)所指结点时,可执行如下操作:
q=head;
while (q->next!=p) q=q->next;
s= new Node; s->data=e;
q->next= ; //填空
s->next= ; //填空
4. 在一个单链表中删除p所指结点的后继结点时,应执行以下操作:
q= p->next;
p->next= _ ___; //填空
delete ; //填空
5. 在一个单链表中p所指结点之后插入一个s所指结点时,应执行s->next=__ __和p->next=____的操作。
6. 对于一个具有n个结点的单链表,在已知p所指结点后插入一个新结点的时间复杂度是__ __;在给定值为x的结点后插入一个新结点的时间复杂度是__ __。
2.3 算法设计题:
1.设顺序表va中的数据元数递增有序。试写一算法,将x插入到顺序表的适当位置上,以保持该表的有序性。
2.试写一算法,实现顺序表的就地逆置,即利用原表的存储空间将线性表(a1, a2,…. an)逆置为(an, an-1,…., a1)。
3. 已知线性表中的元素以值递增有序排列,并以单链表作存储结构。试写一算法,删除表中所有大于x且小于y的元素(若表中存在这样的元素)同时释放被删除结点空间。
4. 试写一算法,实现单链表的就地逆置(要求在原链表上进行)。
习题答案
2.1 1. B 2. A, C 3. B 4. D 5. C 6. A 7. A 8. B
9. C 10. D 11.B 12.B 13.A 14.D 15.B 16.C
2.2 1. 线性结表 2. 前驱结点、后继结点
3. s, p 4. q->next, q
5. p->next, s 6. O (1) , O (n)

习题3 栈和队列
3.1 单项选择题
1. 一个栈的入栈序列a,b,c,d,e,则栈的不可能的输出序列是____。
A. edcba B. decba C. dceab D. abcde
2. 若已知一个栈的入栈序列是1,2,3,…,n,其输出序列为p1,p2,p3,…,pn,若p1=n,则pi为____。
A. i B. n=i C. n-i+1 D. 不确定
3. 栈结构通常采用的两种存储结构是____。
A. 顺序存储结构和链式存储结构
B. 散列方式和索引方式
C. 链表存储结构和数组
D. 线性存储结构和非线性存储结构
4. 判定一个顺序栈ST(最多元素为m0)为空的条件是____。
A. top !=0 B. top= =0 C. top !=m0 D. top= =m0-1
5. 判定一个顺序栈ST(最多元素为m0)为栈满的条件是____。
A. top!=0 B. top= =0 C. top!=m0 D. top= =m0-1
6. 栈的特点是____,队列的特点是____。
A. 先进先出 B. 先进后出
7. 向一个栈顶指针为HS的链栈中插入一个s所指结点时,则执行__ __。
(不带空的头结点)
A. HS—>next=s;
B. s—>next= HS—>next; HS—>next=s;
C. s—>next= HS; HS=s;
D. s—>next= HS; HS= HS—>next;
8. 从一个栈顶指针为HS的链栈中删除一个结点时,用x保存被删结点的值,则执行__ __。(不带空的头结点)
A. x=HS; HS= HS—>next; B. x=HS—>data;
C. HS= HS—>next; x=HS—>data; D. x=HS—>data; HS= HS—>next;
9. 一个队列的数据入列序列是1,2,3,4,则队列的出队时输出序列是____ 。
A. 4,3,2,1 B. 1,2,3,4
C. 1,4,3,2 D. 3,2,4,1
10. 判定一个循环队列QU(最多元素为m0)为空的条件是____。
A. rear - front= =m0 B. rear-front-1= =m0
C. front= = rear D. front= = rear+1
11. 判定一个循环队列QU(最多元素为m0, m0= =Maxsize-1)为满队列的条件是____。
A. ((rear- front)+ Maxsize)% Maxsize = =m0
B. rear-front-1= =m0 C. front= =rear
D. front= = rear+1
12. 循环队列用数组A[0,m-1]存放其元素值,已知其头尾指针分别是front和rear,则当前队列中的元素个数是____。
A. (rear-front+m)%m B. rear-front+1
C. rear-front-1 D. rear-front
13. 栈和队列的共同点是____。
A. 都是先进后出 B. 都是先进先出
C. 只允许在端点处插入和删除元素 D. 没有共同
3.2 填空题(将正确的答案填在相应的空中)
1. 向量、栈和队列都是____结构,可以在向量的____位置插入和删除元素;对于栈只能在____插入和删除元素;对于队列只能在____插入元素和____删除元素。
2. 向一个长度为n的向量的第i个元素(1≤i≤n+1)之前插入一个元素时,需向后移动____个元素。
3. 向一个长度为n的向量中删除第i个元素(1≤i≤n)时,需向前移动____个元素。
4. 向栈中压入元素的操作是____。
5. 对栈进行退栈时的操作是____。
6. 在一个循环队列中,队首指针指向队首元素的____。
7. 从循环队列中删除一个元素时,其操作是____。
8. 在具有n个单元的循环队列中,队满时共有____个元素。
9. 一个栈的输入序列是12345,则栈的输出序列43512是____。
10. 一个栈的输入序列是12345,则栈的输出序列12345是____。
3.3 算法设计题:
1. 输入一个任意的非负十进制整数,输出与其等值的八进值数。
2. 按照四则运算加、减、乘、除和幂运算(↑)优先关系的惯例,并仿照教科书3.2节例3—1的格式,画出对下列算术表达式求值时操作数栈和运算符栈的变化过程:
A-B*C/D+E↑F
3. 假设以带头结点的循环链表表示队列,并且只设一个指针指向队尾元素结点(注意不设头指针),试编写相应的队列初始化、入队列和出队列的算法。

习题答案
3.1 1. C 2. C 3. A 4. B 5.D 6. BA 7.C 8. B 9. C 10. C
11. A 12. A 13.C
3.2 1. 线性、任何、栈顶、队尾、队首 2. n-i+1 3. n-i
4.先移动栈顶指针,后存入元素 5. 先取出元素,后移动栈顶指针
6.前一个位置 7. 先移动队首元素,后取出元素
8. n-1 9. 不可能的 10. 可能的


习题4 串
4.1 单项选择题
1.以下叙述中正确的是 。
A.串是一种特殊的线性表 B.串的长度必须大于零
C.串中无素只能是字母 D.空串就是空白串
2.空串与空格串是相同的,这种说法____。
A. 正确 B. 不正确
3.串是一中特殊的线性表,其特殊性体现在____。
A. 可以顺序存储 B. 数据元素是一个字符
C. 可以链接存储 D. 数据元素可以是多个字符
4.设有两个串p和q,求q在p中首次出现的位置的运算称作____。
A. 连接 B. 模式匹配
C. 求子串 D. 求串长
5.设串s1=’ABCDEFG’,s2=’PQRST’,函数con (x,y)返回x和y串的连接串,subs(s,i,j)返回串s的从序号i的字符开始的j个字符组成的子串,len(s)返回串s的长度,则con (subs (s1,2,len (s2)), subs (s1,len (s2),2))的结果串是____。
A. BCDEF B. BCDEFG
C. BCPQRST D. BCDEFEF
6.设串的长度为n,则它的子串个数为 。
A.n B.n(n+1) C.n(n+1)/2 D.n(n+1)/2+1
4.2 填空题(将正确的答案填在相应的空中)
1.串的两种最基本的存储方式是____。
2.两个串相等的充分必要条件是____。
3.空串是____,其长度等于____。
4.空格串是____,其长度等于____。
5.设s=’I︺AM︺A︺TEACHER’,其长度是____。
4.3 判断题
1.串是由有限个字符构成的连续序列,串长度为串中字符的个数,子串是主串中
符构成的有限序列。 ()
2.子串定位函数的时间复杂度在最坏情况下为O(n*m),因此子串定位函数没有实际使用的价值。 ()
3.KMP算法的最大特点是指主串的指针不需要回溯。 ()
4.设模式串的长度为m,目标串的长度为n;当n≈m且处理只匹配一次的模式时,朴素的匹配(即子串定位函数)算法所花的时间代价也可能会更为节省。 ()
5.如果一个串中的所有字符均在另一串中出现,则说前者是后者的子串。 ()
4.3 算法设计题
1.编写算法,从串s 中删除所有和串 t相同的子串。
2.编写算法,实现串的基本操作Replace(&S,T,V)。
3.写一个递归算法来实现字符串逆序存储,要求不另设存储空间。
习题答案
4.1 1.A 2.B 3.B 4.B 5.D 6.C
4.2
1.顺序存储方式和链接存储方式
2.两个串的长度相等且对应位置的字符相同
3.零个字符的串、零
4.由一个或多个空格字符组成的串、其包含的空格个数
5.14
4.3 × × √ √ ×
4.4
3. void reverse(char arr[])
{char ch;
int i=1;
do{cin>>ch;
reverse(arr);
arr[i]=ch;
i++;
}while(ch!=’#’&&i}

习题5 数组和广义表
5.1 单项选择题
1. 常对数组进行的两种基本操作是____。
A. 建立与删除 B. 索引和修改
C. 对数据元素的存取和修改 D. 查找与索引
2. 二维数组M的成员是6个字符(每个字符占一个存储单元,即一个字节)组成的串,行下标i的范围从0到8,列下标j的范围从0到9,则存放M 至少需要①_ _个字节;M数组的第8列和第5行共占②____个字节。
① A. 90 B. 180 C. 240 D. 540
② A. 108 B. 114 C. 54 D. 60
3. 二维数组A中,每个元素的长度为3个字节,行下标i从0到7,列下标j从0到9,从首地址SA开始连续存放在存储器内,存放该数组至少需要的字节数是____。
A. 80 B. 100 C.240 D. 270
4. 二维数组A中,每个元素A的长度为3个字节,行下标i从0到7,列下标j从0到9,从首地址SA开始连续存放在存储器内,该数组按行存放时,数组元素A[7][4]的起始地址为____。
A. SA+141 B. SA+144 C. SA+222 D. SA+225
5. 二维数组A中,每个元素A的长度为3个字节,行下标i从0到7,列下标j从0到9,从首地址SA开始连续存放在存储器内,该数组按列存放时,元素A[4][7]的起始地址为____。
A. SA+141 B. SA+180 C. SA+222 D. SA+225
5.2 填空题(将正确的答案填在相应的空中)
1. 已知二维数组A[m][n]采用行序为主方式存储,每个元素占k个存储单元,并且第一个元素的存储地址是LOC(A[0][0]),则A[i][j]的地址是_______。
2. 二维数组A[10][20]采用列序为主方式存储,每个元素占一个存储单元并且A[0][0]的存储地址是200,则A[6][12]的地址是____。
3. 二维数组A[10..20][5..10]采用行序为主方式存储,每个元素占4个存储单元,并且A[10][5]的存储地址是1000,则A[18][9]的地址是____。
4.求下列广义表操作的结果:
(1) GetTail[GetHead[((a,b),(c,d))]];
(2) GetTail[GetHead[GetTail[((a,b),(c,d))]]]
5.利用广义表的GetHead和GetTail操作写出如上题的函数表达式,把原子banana分别从下列广义表中分离出来.
(1) L1=(((apple)),((pear)),(banana),orange);
(2) L2=(apple,(pear,(banana),orange));
5.3 算法设计题:
1. 假设稀疏矩阵A和B均以三元组顺序表作为存储结构。试写出矩阵相加的算法,另设三元组表C存放结果矩阵。
2. 假设系数矩阵A和B均以三元组顺序表作为存储结构。试写出满足以下条件的矩阵相加的算法:假设三元组顺序表A的空间足够大,将矩阵B加到矩阵A上,不增加A,B之外的附加空间,你的算法能否达到O(m+n)的时间复杂度?其中m和n分别为A,B矩阵中非零元的数目。
3.试编写一个以三元组形式输出用十字链表表示的稀疏矩阵中非零元素及其下标的算法。
习题答案
5.1 1. C 2. D,A 3.C 4. C 5. B
5.2 1. LOC (A[0][0])+(n*i+j)*k 2. 200+(6*20+12)= 326
3. 1000+((18-10)*6 +(9-5))*4 = 1208
4.(1). (b) (2). (d)
5. (1) GetHead [GetHead[GetTail[GetTail[L1]]]];
(2) GetHead [GetHead [GetHead[GetTail[L2 ]]]];

习题6 树和二叉树
6.1 单项选择题
1. 由于二叉树中每个结点的度最大为2,所以二叉树是一种特殊的树,这种说法____。
A. 正确 B. 错误
2. 假定在一棵二叉树中,双分支结点数为15,单分支结点数为30个,则叶子结点数为 个。 A.15 B.16 C.17 D.47
3. 按照二叉树的定义,具有3个结点的不同形状的二叉树有____种。
A. 3 B. 4 C. 5 D. 6
4. 按照二叉树的定义,具有3个不同数据结点的不同的二叉树有____种。
A. 5 B. 6 C. 30 D. 32
5. 深度为5的二叉树至多有____个结点。
A. 16 B. 32 C. 31 D. 10
6. 设高度为h的二叉树上只有度为0和度为2的结点,则此类二叉树中所包含的结点数至少为_ ___。
A. 2h B. 2h-1 C. 2h+1 D. h+1
7. 对一个满二叉树,m个树叶,n个结点,深度为h,则____ 。
A. n=h+m B. h+m=2n C. m=h-1 D. n=2 h-1
8. 任何一棵二叉树的叶结点在先序、中序和后序遍历序列中的相对次序____。
A.不发生改变 B.发生改变 C.不能确定 D.以上都不对
9. 如果某二叉树的前根次序遍历结果为stuwv,中序遍历为uwtvs,那么该二叉树的后序为____。 A. uwvts B. vwuts C. wuvts D. wutsv
10. 二叉树的前序遍历序列中,任意一个结点均处在其子女结点的前面,这种说法____。 A. 正确 B. 错误
11. 某二叉树的前序遍历结点访问顺序是abdgcefh,中序遍历的结点访问顺序是dgbaechf,则其后序遍历的结点访问顺序是____。
A. bdgcefha B. gdbecfha C. bdgaechf D. gdbehfca
12. 在一非空二叉树的中序遍历序列中,根结点的右边____。
A. 只有右子树上的所有结点 B. 只有右子树上的部分结点
C. 只有左子树上的部分结点 D. 只有左子树上的所有结点
13. 如图6.1所示二叉树的中序遍历序列是____。
A. abcdgef B. dfebagc C. dbaefcg D. defbagc












图6.1
14. 一棵二叉树如图6.2所示,其中序遍历的序列为__ __。
A. abdgcefh B. dgbaechf C. gdbehfca D. abcdefgh
15.设a,b为一棵二叉树上的两个结点,在中序遍历时,a在b前的条件是 。
A.a在b的右方 B.a在b的左方
C.a是b的祖先 D.a是b的子孙
16. 已知某二叉树的后序遍历序列是dabec,中序遍历序列是debac,它的前序遍历序列是____。 A. acbed B. decab C. deabc D. cedba
17. 实现任意二叉树的后序遍历的非递归算法而不使用栈结构,最佳方案是二叉树采用____存储结构。
A. 二叉链表 B. 广义表存储结构 C. 三叉链表 D. 顺序存储结构
18. 如图6.3所示的4棵二叉树,____不是完全二叉树。








19. 如图6.4所示的4棵二叉树,____是平衡二叉树。










20. 在线索化二叉树中,t所指结点没有左子树的充要条件是____。
A. t—>left=NULL B. t—>ltag=1
C. t—>ltag=1且t—>left=NULL D. 以上都不对
21. 二叉树按某种顺序线索化后,任一结点均有指向其前驱和后续的线索,这种说法____。 A. 正确 B. 错误
22. 二叉树为二叉排序树的充分必要条件是其任一结点的值均大于其左孩子的值、小于其右孩子的值。这种说法____。 A. 正确 B. 错误
23. 具有五层结点的二叉平衡树至少有____个结点。
A. 10 B. 12 C. 15 D. 17
24. 树的基本遍历策略可分为先根遍历和后根遍历;二叉树的基本遍历策略可分为先序遍历、中序遍历和后序遍历。这里,我们把由树转化得到的二叉树叫做这棵数对应的二叉树。结论____是正确的。
A.树的先根遍历序列与其对应的二叉树的先序遍历序列相同
B.树的后根遍历序列与其对应的二叉树的后序遍历序列相同
C.树的先根遍历序列与其对应的二叉树的中序遍历序列相同
D.以上都不对
25. 树最适合用来表示____。
A. 有序数据元素 B. 无序数据元素
C. 元素之间具有分支层次关系的数据 D. 元素之间无联系的数据
6.2 填空题(将正确的答案填在相应的空中)
1. 有一棵树如图6.5所示,回答下面的问题:
⑴ 这棵树的根结点是____;
⑵ 这棵树的叶子结点是____;
⑶ 结点k3的度是____;
⑷ 这棵树的度是____;
⑸ 这棵树的深度是____;
⑹ 结点k3的子女是____;
⑺ 结点k3的父结点是____;

2. 指出树和二叉树的三个主要差别____、____、____。
3. 从概念上讲,树与二叉树是两种不同的数据结构,将树转化为二叉树的基本目的是___ _。





4. 一棵二叉树的结点数据采用顺序存储结构,存储于数组t中,如图6.6所示,则该二叉树的链接表示形式为__ __。
5. 深度为k的完全二叉树至少有____个结点。至多有____个结点,若按自上而下,从左到右次序给结点编号(从1开始),则编号最小的叶子结点的编号是____。
6. 在一棵二叉树中,度为零的结点的个数为n 0,度为2的结点的个数为 n 2,则有n0=____。
7. 一棵二叉树的第i(i≥1)层最多有____个结点;一棵有n(n>0)个结点的满二叉树共有____个叶子和____个非终端结点。
8. 结点最少的树为____,结点最少的二叉树为____。
9. 现有按中序遍历二叉树的结果为abc,问有____种不同形态的二叉树可以得到这一遍历结果,这些二叉树分别是____。
10. 由如图6.7所示的二叉树,回答以下问题:
⑴ 其中序遍历序列为____;
⑵ 其前序遍历序列为____;
⑶ 其后序遍历序列为____;




6.3 简答题
1. 根据二叉树的定义,具有三个结点的二叉树有5种不同的形态,请将它们分别画出。
2. 假设一棵 二叉树的先序序列为EBADCFHGIKJ和中序序列为ABCDEFGHIJK。
请画出该树。
3. 由如图6.7所示的二叉树,回答以下问题:
(1)画出该二叉树的中序线索二叉树;
(2)画出该二叉树的后序线索二叉树;
(3)画出该二叉树对应的森林。
4. 已知一棵树如图6.8所示,转化为一棵二叉树,表示为____。



5. 以数据集{4,5,6,7,10,12,18}为结点权值,画出构造Huffman树的每一步图示,计算其带权路径长度为。
6. 一棵含有N个结点的k叉树,可能达到的最大深度和最小深度各为多少?
7. 证明:一棵满k叉树上的叶子结点数n 和非叶子结点数n 之间满足以下关系:
n =(k-1)n +1
6.4 算法设计题
1. 编写按层次顺序(同一层自左至右)遍历二叉树的算法。
2.试编写算法,对一棵二叉树,统计叶子的个数。
3.试编写算法,对一棵二叉树根结点不变,将左、右子树进行交换,树中每个结点的左、右子树进行交换。
7. 假设用于通讯的电文仅有八个字母(a,b,c,d,e,f,g,h)组成,字母在电文中出现的频率分别为0.07, 0.19, 0.02, 0.06, 0.32, 0.03, 0.21, 0.10。试为这八个字母设计哈夫曼编码。
使用0-7的二进制表示形式是另一种编码方案。对于上述实例,比较两种方案的优缺点。
8. 试编写算法,对一棵以孩子-兄弟链表表示的树统计叶子的个数。假设一棵 二叉树的先序序列为EBADCFHGIKJ和中序序列为ABCDEFGHIJK。请画出该树。
习题答案
6.1 1. B 2. B 3. C 4. C 5. C 6. A 7. D 8. A 9. C 10. A
11. D 2. A 13. B 14. B 15. B 16. D 17. C 18. C
19. B 20. B 21. B 22. B 23. B 24. A 25. C
6.2
1. ⑴ k1 ⑵ k2,k5,k7,k4 ⑶ 2 ⑷ 3 ⑸ 4 ⑹ k5,k6 ⑺ k1
2. 树的结点个数至少为1(不同教材规定不同),而二叉树的结点个数可以为0;
树中结点的最大度数没有限制,而二叉树结点的最大度数为2;
树的结点无左、右之分,而二叉树的结点有左、右之分;
3. 树可采用孩子-兄弟链表(二叉链表)做存储结构,目的并利用二叉树的已有算法解决树的有关问题。
4. 如图6.9所示
5. 2 k-1 、 2 k-1 、 2 k-2+1
6. n2+1
7. 2 i-1 2[log2n+1]-1 2[log2n+1] –1
8. 只有一个结点的树;空的二叉树
9. 5;如图6.10所示
10. dgbaechif 、abdgcefhi 、gdbeihfca 、
6.3 1. 5种, 图6.11
2. 二叉树如图6.12所示。





3. 中序线索二叉树如图6.13(左)所示;后序线索二叉树如图6.13(右)所示;
该二叉树转换后的的森林如图6.14所示。












4. 图6.8的树转化为一棵二叉树如下,图6.15:








5. 画出构造Huffman树如图6.16所示,计算其带权路径长度为 。




6. 一棵含有N个结点的k叉树,可能达到的最大深度 h=N-k+1 ,
最小深度各为: logkN+1。

习题7 图
7.1 单项选择题
1.在一个图中,所有顶点的度数之和等于所有边数的____倍。
A. 1/2 B. 1 C. 2 D. 4
2.任何一个无向连通图的最小生成树 。
A.只有一棵 B.有一棵或多棵 C.一定有多棵 D.可能不存在
3.在一个有向图中,所有顶点的入度之和等于所有顶点的出度之和的____倍。
A. 1/2 B. 1 C. 2 D. 4
4.一个有n个顶点的无向图最多有____条边。
A. n B. n(n-1) C. n(n-1)/2 D. 2n
5.具有4个顶点的无向完全图有____条边。
A. 6 B. 12 C. 16 D. 20
6.具有6个顶点的无向图至少应有____条边才能确保是一个连通图。
A. 5 B. 6 C. 7 D. 8
7.在一个具有n个顶点的无向图中,要连通全部顶点至少需要____条边。
A. n B. n+1 C. n-1 D. n/2
8.对于一个具有n个顶点的无向图,若采用邻接矩阵表示,则该矩阵的大小是____。
A. n B. (n-1)2 C. n-1 D. n2
9.对于一个具有n个顶点和e条边的无向图,若采用邻接表表示,则表头向量的大小为_①___;所有邻接表中的接点总数是_②___。
① A. n B. n+1 C. n-1 D. n+e
② A. e/2 B. e C.2e D. n+e
10.已知一个图如图7.1所示,若从顶点a出发按深度搜索法进行遍历,则可能得到
的一种顶点序列为__①__;按宽度搜索法进行遍历,则可能得到的一种顶点序列
为__②__。
① A. a,b,e,c,d,f B. e,c,f,e,b,d C. a,e,b,c,f,d D. a,e,d,f,c,b
② A. a,b,c,e,d,f B. a,b,c,e,f,d C. a,e,b,c,f,d D. a,c,f,d,e,b









11.已知一有向图的邻接表存储结构如图7.2所示。










⑴ 根据有向图的深度优先遍历算法,从顶点v1出发,所得到的顶点序列是____。
A. v1,v2,v3,v5,v4 B. v1,v2,v3,v4,v5
C. v1,v3,v4,v5,v2 D. v1,v4,v3,v5,v2
⑵ 根据有向图的宽度优先遍历算法,从顶点v1出发,所得到的顶点序列是____。
A. v1,v2,v3,v4,v5 B. v1,v3,v2,v4,v5
C. v1,v2,v3,v5,v4 D. v1,v4,v3,v5,v2
12.采用邻接表存储的图的深度优先遍历算法类似于二叉树的____。
A. 先序遍历 B. 中序遍历 C. 后序遍历 D. 按层遍历
13.采用邻接表存储的图的宽度优先遍历算法类似于二叉树的____。
A. 先序遍历 B. 中序遍历 C. 后序遍历 D. 按层遍历
14.判定一个有向图是否存在回路除了可以利用拓扑排序方法外,还可以利用____。
A. 求关键路径的方法 B. 求最短路径的Dijkstra方法
C. 宽度优先遍历算法 D. 深度优先遍历算法
15.关键路径是事件结点网络中 。
A.从源点到汇点的最长路径 B.从源点到汇点的最短路径
C.最长的回路 D.最短的回路
16.下面不正确的说法是 。
(1)在AOE网中,减小一个关键活动上的权值后,整个工期也就相应减小;
(2)AOE网工程工期为关键活动上的权之和;
(3)在关键路径上的活动都是关键活动,而关键活动也必在关键路径上。
A.(1) B.(2) C.(3) D.(1)、(2)
17.用DFS遍历一个无环有向图,并在DFS算法退栈返回时打印出相应的顶点,则输出的顶点序列是 。
A.逆拓朴有序的 B.拓朴有序的 C.无序的
18.在图7.3所示的拓朴排列的结果序列为 。
A.125634 B.516234 C.123456 D.521634


19.一个有n个顶点的无向连通图,它所包含的连通分量个数为 。
A.0 B.1 C.n D.n+1
20.对于一个有向图,若一个顶点的入度为k1,、出度为k2,则对应邻接表中该顶点单链表中的结点数为 。
A.k1 B.k2 C.k1-k2 D.k1+k2
21.对于一个有向图,若一个顶点的入度为k1,、出度为k2,则对应逆邻接表中该顶点单链表中的结点数为 。
A.k1 B.k2 C.k1-k2 D.k1+k2
7.2 填空题(将正确的答案填在相应饿空中)
1.n个顶点的连通图至少____条边。
2.在无权图G的邻接矩阵A中,若(vi,vj)或<vi,vj>属于图G的边集合,则对应元素A[i][j]等于____,否则等于____。
3.在无向图G的邻接矩阵A中,若A[i][j]等于1,则A[j][i ]等于____。
4.已知图G的邻接表如图7.4所示,其从顶点v1出发的深度有限搜索序列为____,其从顶点v1出发的宽度优先搜索序列为____。










图7.4 图G的邻接表
5.已知一个有向图的邻接矩阵表示,计算第i个结点的入度的方法是____。
6.已知一个图的邻接矩阵表示,删除所有从第i个结点出发的边的方法是____。
7.如果含n个顶点的图形成一个环,则它有 棵生成树。
8.一个非连通无向图,共有28条边,则该图至少有 个顶点。
9.遍历图的过程实质上是 。BFS遍历图的时间复杂度为 ,DFS遍历图的时间复杂度为 ,两者不同之处在于 ,反映在数据结构上的差别是 。
10.一个图的 表示法是唯一的,而 表示法是不唯一的。
11.有向图中的结点前驱后继关系的特征是 。
12.若无向图G的顶点度数最小值大于等于 时,G至少有一条回路。
13.根据图的存储结构进行某种次序的遍历,得到的顶点序列是 的。
7.3 综合题
1.已知如图7.5所示的有向图,请给出该图的:
(1)每个顶点的入/出度;
(2)邻接距阵;
(3)邻接表;
(4)逆邻接表;
(5)强连通分量。





2.请用克鲁斯卡尔和普里姆两种算法分别为图7.6、图7.7构造最小生成树:
(1)




图7.6
(2)






图7.7
3.试列出图7.8中全部的拓扑排序序列。






图7.8


4.请用图示说明图7.9从顶点a到其余各顶点之间的最短路径。








图7.9


5.已知AOE网有9个结点:V1,V2,V3,V4,V5,V6,V7,V8,V9,其邻接矩阵如下:
(1)请画出该AOE图。
(2)计算完成整个计划需要的时间。
(3)求出该AOE网的关键路径。
∝ 6 4 5 ∝ ∝ ∝ ∝ ∝
∝ ∝ ∝ ∝ 1 ∝ ∝ ∝ ∝
∝ ∝ ∝ ∝ 1 ∝ ∝ ∝ ∝
∝ ∝ ∝ ∝ ∝ 2 ∝ ∝ ∝
∝ ∝ ∝ ∝ ∝ ∝ 9 7 ∝
∝ ∝ ∝ ∝ ∝ ∝ ∝ 4 ∝
∝ ∝ ∝ ∝ ∝ ∝ ∝ ∝ 2
∝ ∝ ∝ ∝ ∝ ∝ ∝ ∝ 4
∝ ∝ ∝ ∝ ∝ ∝ ∝ ∝ ∝


习题答案
7.1 1. C 2.B 3.B 4. C 5. A 6. A 7.C
8.D 9. AC 10.DB 11. CB 12. A 13. D 14.D 15.A 16.A 17.A 18.B 19.B 20.B 21.A
7.2 1.n-1 2. 1;0 3. 1
4.v1,v2,v3,v6,v5, v4;v1,v2,v5,v4,v3, v6
5.求矩阵第i列非零元素之和
6. 将矩阵第i行全部置为零
7.n
8.9
9.对每个顶点查找其邻接点的过程;O(e)(e为图中的边数);O(e);
遍历图的顺序不同;DFS采用栈存储访问过的结点,BFS采用队列存储访问过
的结点。
10.邻接矩阵 邻接表
11.一个结点可能有若干个前驱,也可能有若干个后继
12.2
13.唯一

7.3 1.








2.
(1).









(2)







3.
152364
152634
156234
561234
516234
512634
512364
4.









5.(1)该AOE图为:

(2)完成整个计划需要18天。
(3)关键路径为:(V1,V2,V5,V7,V9)和(V1,V2, V5,V8,V9,)

习题8 查找
8.1 单项选择题
1.顺序查找法适合于存储结构为____的线性表。
A. 散列存储 B. 顺序存储或链接存储
C. 压缩存储 D. 索引存储
2.对线性表进行二分查找时,要求线性表必须____。
A. 以顺序方式存储 B. 以链接方式存储
C. 以顺序方式存储,且结点按关键字有序排序
D. 以链接方式存储,且结点按关键字有序排序
3.采用顺序查找方法查找长度为n的线性表时,每个元素的平均查找长度为____.
A. n B. n/2 C. (n+1)/2 D. (n-1)/2
4.采用二分查找方法查找长度为n的线性表时,每个元素的平均查找长度为____。
A.O(n2) B. O(nlog2n) C. O(n) D. O(log2n)
5.二分查找和二叉排序树的时间性能____。
A. 相同 B. 不相同
6.有一个有序表为{1,3,9,12,32,41,45,62,75,77,82,95,100},当二分查找值82为的结点时,____次比较后查找成功。
A. 1 B. 2 C. 4 D. 8
7.设哈希表长m=14,哈希函数H(key)=key%11。表中已有4个结点:
addr (15)=4; addr (38)=5; addr (61)=6; addr (84)=7
如用二次探测再散列处理冲突,关键字为49的结点的地址是____。
A. 8 B. 3 C. 5 D. 9
8.有一个长度为12的有序表,按二分查找法对该表进行查找,在表内各元素等概率情况下查找成功所需的平均比较次数为____。
A. 35/12 B. 37/12 C. 39/12 D. 43/12
9.对于静态表的顺序查找法,若在表头设置岗哨,则正确的查找方式为 。
A.从第0个元素往后查找该数据元素
B.从第1个元素往后查找该数据元素
C.从第n个元素往开始前查找该数据元素
D.与查找顺序无关
10.解决散列法中出现的冲突问题常采用的方法是 。
A.数字分析法、除余法、平方取中法
B.数字分析法、除余法、线性探测法
C.数字分析法、线性探测法、多重散列法
D.线性探测法、多重散列法、链地址法
11.采用线性探测法解决冲突问题,所产生的一系列后继散列地址 。
A.必须大于等于原散列地址
B.必须小于等于原散列地址
C.可以大于或小于但不能等于原散列地址
D.地址大小没有具体限制
12.对于查找表的查找过程中,若被查找的数据元素不存在,则把该数据元素插入到集合中。这种方式主要适合于 。
A.静态查找表 B.动态查找表
C.静态查找表与动态查找表 D两种表都不适合
13.散列表的平均查找长度 。
A.与处理冲突方法有关而与表的长度无关
B.与处理冲突方法无关而与表的长度有关
C.与处理冲突方法有关而与表的长度有关
D.与处理冲突方法无关而与表的长度无关
8.2 填空题(将正确的答案填在相应的空中)
1.顺序查找法的平均查找长度为____;折半查找法的平均查找长度为____;哈希表查找法采用链接法处理冲突时的平均查找长度为____。
2.在各种查找方法中,平均查找长度与结点个数n无关的查找方法是____。
3.折半查找的存储结构仅限于____,且是____。
4. 假设在有序线性表A[1..20]上进行折半查找,则比较一次查找成功的结点数为____,则比较二次查找成功的结点数为____,则比较三次查找成功的结点数为____,则比较四次查找成功的结点数为____,则比较五次查找成功的结点数为____,平均查找长度为____。
5. 对于长度为n的线性表,若进行顺序查找,则时间复杂度为____;若采用折半法查找,则时间复杂度为____;
6.已知有序表为(12,18,24,35,47,50,62,83,90,115,134),当用折半查找90时,需进行 次查找可确定成功;查找47时,需进行 次查找成功;查找100时,需进行 次查找才能确定不成功。
7.二叉排序树的查找长度不仅与 有关,也与二叉排序树的 有关。
8.一个无序序列可以通过构造一棵 树而变成一个有序树,构造树的过程即为对无序序列进行排序的过程。
9.平衡二叉排序树上任一结点的平衡因子只可能是 、 或 。
10. 法构造的哈希函数肯定不会发生冲突。
11.在散列函数H(key)=key%p中,p应取____。
12.在散列存储中,装填因子 的值越大,则____; 的值越小,则____。
8.3 综合练习题:
1. 画出对长度为10的有序表进行折半查找的判定树,并求其等概率时查找成功的平均查找长度。
2.含九个叶子结点的3阶B-树中至少有多少个非叶子结点?含10个叶子结点的3阶B-树中至多有多少个非叶子结点?
3.试从空树开始,画出按以下次序向2-3树即3阶B-树中插入关键码的建树过程:20,30,50,52,60,68,70.如果此后删除50和68,画出每一步执行后2-3树的状态。
4. 选取哈稀函数H(k)=(3k)MOD 11。用开放定址法处理冲突,di=i((7k)MOD 10+1)(I=1,2,3,…).试在0-10的散列地址空间中对关键字序列(22,41,53,46,30,13,01,67)造哈希表,并求等概率情况下查找成功时的平均查找长度。
5. 已知一组关键字{49,38,65,97,76,13,27,44,82,35,50},画出由此生成的二叉排序树,注意边插入边平衡。
习题答案
8.1 1.B 2.C 3.C 4.D 5.B 6.C 7.D 8.B
9.C 10.D 11.C 12.B 13.C

8.2 1. (n+1)/2 、((n+1)*log2(n+1))/n-1 、1+ ( 为装填因子)
2. 哈希表查找法
3. 顺序存储结构、有序的
4. 1、2、4、8、5、3.7
(依题意,构造一棵有序二叉树,共12个结点,第一层1个结点,第二层2个结点,第三层4个结点,第四层5个结点,则:ASL=(1*1+2*2+3*4+4*5)/12=37/12)
5. O(n)、O(log2n)
6.2、4、3
7.结点个数n、生成过程
8.二叉排序树
9.0、1、-1
10.直接定址
11.素数
12.存取元素时发生冲突的可能性就越大、存取元素时发生冲突的可能性就越小




习题9 排序
9.1 单项选择题
1. 在所有排序方法中,关键字比较的次数与记录的初始排列次序无关的是____。
A. 希尔排序 B. 起泡排序 C. 插入排序 D. 选择排序
2. 设有1000个无序的元素,希望用最快的速度挑选出其中前10个最大的元素,最好选用____排序法。
A. 起泡排序 B. 快速排序 C. 堆排序 D. 基数排序
3. 在待排序的元素序列基本有序的前提下,效率最高的排序方法是____。
A. 插入排序 B. 选择排序

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