學期2024-2025-1 學號20241317 《計算機基礎與程序設計》第十三周學習總結

作業信息

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這個作業的目標	<寫上具體方面>
作業正文	http://www.rzrgm.cn/manurios/p/18622472

教材學習內容總結

在《C語言程序設計》教材中，第十二章通常會介紹結構體以及基于結構體構建的簡單數據結構。以下是這一章節可能包含的內容總結：

結構體（Structures）

結構體定義：介紹如何使用struct關鍵字定義結構體類型，包括如何聲明結構體變量。
結構體初始化：講解如何初始化結構體變量，包括直接初始化和使用memset()函數進行初始化。
結構體訪問：使用.運算符訪問結構體成員，以及如何通過指針訪問結構體成員（使用->運算符）。
結構體數組：創建和操作結構體數組，包括如何遍歷和處理結構體數組。
結構體與函數：如何將結構體作為參數傳遞給函數，以及如何從函數返回結構體。
結構體嵌套：介紹結構體中可以嵌套其他結構體，以及如何訪問嵌套結構體的成員。

枚舉類型（Enumerations）

枚舉定義：使用enum關鍵字定義枚舉類型，以及如何聲明枚舉變量。
枚舉使用：講解如何使用枚舉類型來表示一組相關的常量，提高代碼的可讀性和可維護性。

聯合體（Unions）

聯合體定義：介紹如何使用union關鍵字定義聯合體類型，以及如何聲明聯合體變量。
聯合體使用：講解聯合體的特性，即所有成員共享同一塊內存空間，以及如何根據需要訪問不同的成員。

數據結構基礎

鏈表（Linked List）：
- 單鏈表：介紹單鏈表的基本概念，包括節點的定義和鏈表的創建。
- 鏈表操作：講解如何實現鏈表的插入、刪除、查找等基本操作。
棧（Stack）：
- 棧的定義：介紹棧的后進先出（LIFO）特性。
- 棧的實現：使用數組或鏈表實現棧，并實現棧的基本操作，如push、pop、peek等。
隊列（Queue）：
- 隊列的定義：介紹隊列的先進先出（FIFO）特性。
- 隊列的實現：使用數組或鏈表實現隊列，并實現隊列的基本操作，如enqueue、dequeue、front等。
樹（Tree）：
- 樹的定義：介紹樹的基本概念，包括節點、邊、根節點、葉子節點等。
- 二叉樹：講解二叉樹的定義，以及如何使用結構體表示二叉樹的節點。
- 二叉樹遍歷：介紹二叉樹的三種基本遍歷方法：前序遍歷、中序遍歷和后序遍歷。

應用實例

結構體在實際問題中的應用：通過一些實際問題，展示如何使用結構體來組織和管理數據。
數據結構的應用：通過實例講解如何使用鏈表、棧、隊列等數據結構解決實際問題，如棧在表達式求值中的應用、隊列在任務調度中的應用等。

這一章節的內容旨在幫助讀者掌握結構體的使用方法，并通過結構體構建簡單的數據結構，為后續更復雜的數據結構和算法學習打下基礎。

教材學習中的問題和解決過程（先問 AI）

（一個模板：我看了這一段文字（引用文字），有這個問題（提出問題）。我查了資料，有這些說法（引用說法），根據我的實踐，我得到這些經驗（描述自己的經驗）。但是我還是不太懂，我的困惑是（說明困惑）。【或者】我反對作者的觀點（提出作者的觀點，自己的觀點，以及理由）。）

問題1：結構體定義注意事項有什么？
問題1解決方案：在C語言中定義結構體時，需要注意以下幾點：

1. 結構體名稱

命名規范：結構體類型名稱應遵循良好的命名規范，通常使用大寫字母開頭或全大寫字母，并使用下劃線分隔單詞，例如Student或STUDENT_INFO。
避免與關鍵字沖突：確保結構體名稱不與C語言的關鍵字或已定義的標識符沖突。
描述性名稱：選擇能夠清晰描述結構體內容和用途的名稱，使代碼更易讀和理解。

2. 成員變量

類型選擇：根據實際需求為成員變量選擇合適的數據類型，例如使用int表示整數、float或double表示浮點數、char數組表示字符串等。
成員命名：為成員變量選擇有意義的名稱，通常使用小寫字母開頭，并使用下劃線分隔單詞，例如name、age、score等。
避免重復成員：確保結構體中沒有重復的成員變量，每個成員變量應具有獨特的功能和用途。
對齊和填充：了解結構體成員的對齊和填充規則，不同編譯器和平臺可能有不同的對齊要求，這可能會影響結構體的內存占用和性能。

3. 結構體初始化

初始化方式：在定義結構體變量時，可以使用初始化列表對成員變量進行初始化，例如：
```
struct Student stu = {"John", 20, 85.5};
```
默認初始化：如果未顯式初始化，結構體的成員變量可能會被初始化為零或隨機值，具體取決于編譯器和平臺。

4. 結構體嵌套

嵌套結構體：結構體中可以嵌套其他結構體，但要注意嵌套的層次不宜過深，以保持代碼的清晰和可維護性。

嵌套訪問：訪問嵌套結構體的成員時，需要使用多個.運算符，例如：

struct Address address = {"China", "Beijing"};
struct Student stu = {"John", 20, address};
printf("%s\n", stu.address.city);

5. 結構體與指針

結構體指針：可以使用指針訪問結構體變量，使用->運算符訪問成員變量，例如：
```
struct Student *p = &stu;
printf("%s\n", p->name);
```
動態分配結構體：可以使用malloc()等函數動態分配結構體內存，但要注意內存的釋放和指針的管理。

6. 結構體與函數

函數參數：將結構體作為函數參數傳遞時，可以傳遞結構體變量或結構體指針，根據需要選擇傳值或傳址。
返回結構體：函數可以返回結構體變量，但要注意大結構體的返回可能會導致性能開銷。

7. 結構體與內存管理

內存占用：了解結構體的內存占用情況，包括成員變量的大小和對齊填充的影響。
內存釋放：如果結構體中包含指向動態分配內存的指針，需要在適當的時候釋放這些內存，避免內存泄漏。

通過注意這些事項，可以更好地定義和使用結構體，提高程序的可讀性、可維護性和性能。

問題2：如何實現鏈表的位置轉換？
問題2解決方案：在鏈表中實現位置交換，通常是指交換兩個節點在鏈表中的位置。以下是實現鏈表位置交換的一般步驟和注意事項：

單鏈表節點交換

假設我們有一個單鏈表，每個節點包含數據和指向下一個節點的指針。我們需要交換兩個節點node1和node2的位置。以下是實現步驟：

1. 定義鏈表節點結構體

typedef struct ListNode {
    int data;
    struct ListNode *next;
} ListNode;

2. 查找節點及其前驅節點

首先，需要找到node1和node2以及它們的前驅節點prev1和prev2。
如果node1或node2是頭節點，那么它們的前驅節點可以是NULL。

3. 交換節點

根據node1和node2的位置關系，以及它們是否相鄰，分別處理不同的情況：
- 如果node1和node2相鄰，交換它們的next指針。
- 如果node1和node2不相鄰，需要調整它們的前驅節點的next指針，以及node1和node2的next指針。

4. 處理特殊情況

如果node1或node2是尾節點，需要特別注意尾節點的處理。
如果鏈表只有一個節點或兩個節點相同，不需要進行交換。

示例代碼

以下是一個簡單的示例代碼，展示如何交換兩個節點的位置：

void swapNodes(ListNode **head, ListNode *node1, ListNode *node2) {
    if (node1 == node2) {
        return; // 相同節點，無需交換
    }

    ListNode *prev1 = NULL, *prev2 = NULL;
    ListNode *current = *head;

    // 查找node1的前驅節點
    while (current && current->next != node1) {
        prev1 = current;
        current = current->next;
    }

    // 查找node2的前驅節點
    current = *head;
    while (current && current->next != node2) {
        prev2 = current;
        current = current->next;
    }

    // 如果沒有找到node1或node2，無法交換
    if (!node1 || !node2) {
        return;
    }

    // 處理node1和node2的前驅節點
    if (prev1) {
        prev1->next = node2;
    } else {
        *head = node2; // node1是頭節點
    }

    if (prev2) {
        prev2->next = node1;
    } else {
        *head = node1; // node2是頭節點
    }

    // 交換node1和node2的next指針
    ListNode *temp = node1->next;
    node1->next = node2->next;
    node2->next = temp;
}

注意事項

邊界條件：確保處理好頭節點和尾節點的特殊情況。
相鄰節點：如果兩個節點相鄰，交換時要注意不要丟失鏈表的連接。
內存管理：在交換過程中，不要丟失對節點的引用，確保鏈表的完整性和連續性。
效率考慮：在實際應用中，頻繁的節點交換可能會導致鏈表操作的效率降低，需要根據具體需求進行優化。

通過上述步驟和示例代碼，可以在單鏈表中實現節點的位置交換。對于雙向鏈表，交換過程類似，但需要同時調整前驅和后繼指針。

...

基于AI的學習

問題1：舉例機構體和聯合體的區別：
結構體（struct）和聯合體（union）都是C語言中用于組合多個不同類型的數據項的復合類型，但它們在內存分配和使用方式上有顯著的區別。以下是結構體和聯合體的區別舉例：

結構體（`struct`）

內存分配：結構體為每個成員變量分配獨立的內存空間。結構體的總大小等于其所有成員變量大小的總和（考慮內存對齊）。
成員訪問：可以同時訪問結構體的所有成員變量，每個成員變量都有自己的內存地址。
使用場景：適用于需要存儲多個相關數據項的場景，例如表示一個學生的信息（姓名、年齡、成績等）。

結構體示例

#include <stdio.h>

// 定義一個學生結構體
typedef struct {
    char name[50];
    int age;
    float score;
} Student;

int main() {
    // 創建并初始化一個學生結構體變量
    Student stu = {"John Doe", 20, 85.5};

    // 訪問和打印結構體成員
    printf("Name: %s\n", stu.name);
    printf("Age: %d\n", stu.age);
    printf("Score: %.2f\n", stu.score);

    return 0;
}

聯合體（`union`）

內存分配：聯合體為所有成員變量分配同一塊內存空間。聯合體的大小等于其最大成員變量的大小。
成員訪問：同一時間只能使用聯合體的一個成員變量，因為所有成員共享同一塊內存。
使用場景：適用于需要根據不同的情況存儲不同類型的數據的場景，例如表示一個可以存儲整數或浮點數的變量。

聯合體示例

#include <stdio.h>

// 定義一個可以存儲整數或浮點數的聯合體
typedef union {
    int intValue;
    float floatValue;
} Number;

int main() {
    // 創建一個聯合體變量
    Number num;

    // 存儲整數
    num.intValue = 100;
    printf("Integer Value: %d\n", num.intValue);

    // 存儲浮點數
    num.floatValue = 3.14;
    printf("Float Value: %.2f\n", num.floatValue);

    return 0;
}

總結

內存使用：結構體使用更多的內存，因為每個成員都有獨立的內存空間；聯合體使用較少的內存，因為所有成員共享同一塊內存。
數據訪問：結構體可以同時訪問所有成員；聯合體同一時間只能訪問一個成員。
適用場景：結構體適用于存儲多個相關數據項；聯合體適用于根據需要存儲不同類型的數據。

通過這些區別和示例，可以更好地理解結構體和聯合體在C語言中的不同用途和使用方式。
問題2：如何查找鏈表？
在鏈表中查找特定的節點通常涉及遍歷鏈表，直到找到符合條件的節點。查找操作是鏈表操作中的基本操作之一，以下是一些常見的查找方法和示例：

單鏈表查找

假設我們有一個單鏈表，每個節點包含數據和指向下一個節點的指針。我們需要查找包含特定值的節點。

定義鏈表節點結構體

typedef struct ListNode {
    int data;
    struct ListNode *next;
} ListNode;

查找特定值的節點

ListNode* findNode(ListNode *head, int value) {
    ListNode *current = head; // 從頭節點開始遍歷
    while (current != NULL) {
        if (current->data == value) {
            return current; // 找到節點，返回節點指針
        }
        current = current->next; // 移動到下一個節點
    }
    return NULL; // 遍歷結束，未找到節點
}

雙向鏈表查找

雙向鏈表的查找與單鏈表類似，但由于每個節點都有前驅和后繼指針，可以雙向遍歷。但通常情況下，查找操作仍然從頭節點開始向后遍歷。

定義雙向鏈表節點結構體

typedef struct DoublyListNode {
    int data;
    struct DoublyListNode *prev;
    struct DoublyListNode *next;
} DoublyListNode;

查找特定值的節點

DoublyListNode* findNode(DoublyListNode *head, int value) {
    DoublyListNode *current = head;
    while (current != NULL) {
        if (current->data == value) {
            return current;
        }
        current = current->next;
    }
    return NULL;
}

循環鏈表查找

循環鏈表的查找也需要遍歷鏈表，但由于鏈表是循環的，需要注意避免無限循環。

定義循環鏈表節點結構體

typedef struct CircularListNode {
    int data;
    struct CircularListNode *next;
} CircularListNode;

查找特定值的節點

CircularListNode* findNode(CircularListNode *head, int value) {
    if (head == NULL) {
        return NULL;
    }
    CircularListNode *current = head;
    do {
        if (current->data == value) {
            return current;
        }
        current = current->next;
    } while (current != head); // 循環直到回到頭節點
    return NULL;
}

查找節點的前驅節點

在某些情況下，可能需要找到某個節點的前驅節點，例如在刪除節點時。

查找特定值節點的前驅節點

ListNode* findPreviousNode(ListNode *head, int value) {
    if (head == NULL || head->next == NULL) {
        return NULL;
    }
    ListNode *current = head;
    while (current->next != NULL) {
        if (current->next->data == value) {
            return current; // 返回前驅節點
        }
        current = current->next;
    }
    return NULL; // 未找到
}

注意事項

邊界條件：在查找過程中，要特別注意鏈表為空或只有一個節點的情況。
效率：查找操作的時間復雜度為O(n)，其中n是鏈表的長度。對于大型數據集，查找效率可能較低，可以考慮使用其他數據結構（如哈希表）來提高查找效率。
循環鏈表：在循環鏈表中查找時，要確保不會無限循環，通常通過檢查當前節點是否回到頭節點來結束循環。

通過這些方法和示例，可以在不同類型的鏈表中實現查找操作。

三個原則：

切勿原封不動地接受生成式人工智能工具的輸出；確保對其進行評估、完善和修改（或提示），以適應您的目標。
切勿將任何個人數據（自己、同學、老師等）或版權材料納入到你的提示詞中。這個可以說是保護個人隱私的最起碼的舉措。
所有人工智能生成工具都容易產生幻覺，因此會生成不準確或誤導性的信息，要學會甄別信息真假

選擇至少2個知識點利用chatgpt等工具進行蘇格拉底挑戰，并提交過程截圖，提示過程參考下面內容

“我在學***X知識點，請你以蘇格拉底的方式對我進行提問，一次一個問題”

核心是要求GPT：“請你以蘇格拉底的方式對我進行提問”

然后GPT就會給你提問，如果不知道問題的答案，可以反問AI：“你的理解（回答）是什么？”

如果你覺得差不多了，可以先問問GPT：“針對我XXX知識點，我理解了嗎？”

GPT會給出它的判斷，如果你也覺得自己想清楚了，可以最后問GPT：“我的回答結束了，請對我的回答進行評價總結”，讓它幫你總結一下。

代碼調試中的問題和解決過程

問題1：XXXXXX
問題1解決方案：XXXXXX
問題2：XXXXXX
問題2解決方案：XXXXXX
...

代碼托管

（statistics.sh腳本的運行結果截圖）

上周考試錯題總結

錯題1及原因，理解情況
錯題2及原因，理解情況
...

其他（感悟、思考等，可選）

xxx
xxx

學習進度條

	代碼行數（新增/累積）	博客量（新增/累積）	學習時間（新增/累積）
目標	5000行	30篇	400小時
第一周	200/200	2/2	20/20
第二周	300/500	2/4	18/38
第三周	500/1000	3/7	22/60
第四周	300/1300	2/9	30/90

嘗試一下記錄「計劃學習時間」和「實際學習時間」，到期末看看能不能改進自己的計劃能力。這個工作學習中很重要，也很有用。
耗時估計的公式
：Y=X+X/N ，Y=X-X/N，訓練次數多了，X、Y就接近了。

參考：軟件工程軟件的估計為什么這么難，軟件工程估計方法

計劃學習時間:XX小時
實際學習時間:XX小時
改進情況：

(有空多看看現代軟件工程課件
軟件工程師能力自我評價表)

posted @ 2024-12-22 20:18 manurios 閱讀(58) 評論(0) 收藏舉報

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學期2024-2025-1 學號20241317 《計算機基礎與程序設計》第十三周學習總結

學期2024-2025-1 學號20241317 《計算機基礎與程序設計》第十三周學習總結

作業信息

教材學習內容總結

結構體（Structures）

枚舉類型（Enumerations）

聯合體（Unions）

數據結構基礎

應用實例

教材學習中的問題和解決過程（先問 AI）

1. 結構體名稱

2. 成員變量

3. 結構體初始化

4. 結構體嵌套

5. 結構體與指針

6. 結構體與函數

7. 結構體與內存管理

單鏈表節點交換

1. 定義鏈表節點結構體

2. 查找節點及其前驅節點

3. 交換節點

4. 處理特殊情況

示例代碼

注意事項

基于AI的學習

結構體（struct）

結構體示例

聯合體（union）

聯合體示例

總結

單鏈表查找

定義鏈表節點結構體

查找特定值的節點

雙向鏈表查找

定義雙向鏈表節點結構體

查找特定值的節點

循環鏈表查找

定義循環鏈表節點結構體

查找特定值的節點

查找節點的前驅節點

查找特定值節點的前驅節點

注意事項

代碼調試中的問題和解決過程

代碼托管

上周考試錯題總結

其他（感悟、思考等，可選）

學習進度條

參考資料

公告

結構體（`struct`）

聯合體（`union`）