《算法第四版》课后练习题1.2.10答案

习题1.2.10

编写一个类 VisualCounter，支持加一和减一操作。它的构造函数接受两个参数 N 和 max，其中 N 指定了操作的最大次数，max 指定了计数器的最大绝对值。作为副作用，用图像显示每次计数器变化后的值。

要点分析

1. Counter

在《算法第四版》课后练习题1.2.9答案 中，我们曾经提到过Counter类，但是它只有加一的操作，而本题需要我们自己实现一个Counter类并支持加一和减一的操作，然后再编写一个用例。关于这个测试用例，有很多种实现方法实现，我们可以用Random类，随机生成一个0~N的数字，是偶数就加一，是奇数就减一

2.  StdDraw

因为本题要用图像显示每次计数器变化后的值，所以要用到StdDraw类的相关方法(课本第27页)，标准绘图库的静态控制方法的API如下：

参考答案

import edu.princeton.cs.algs4.StdDraw;

import java.util.Random;

/**
 * @description:
 * @author: ZhangJia
 * @create: 2018-08-16 15:20
 **/
public class Ten {
    public static void main(String[] args) {
        Random r = new Random();
        int N = 100;
        int max = 10;
        VisualCounter v = new VisualCounter(N, max);
        //随机生成0 - 100 之间的数字，奇数计数器减一，偶数计数器加一
        for (int i = 0; i < N; i++) {
            int p = r.nextInt(101) % 2;
            if (p == 1) {
                v.decrement(); //减一
            } else {
                v.increment(); //加一
            }
        }

        System.out.println("计数器最后的值为: " + v.getCount()); //获取最后的计数器值
    }
}

class VisualCounter {
    private int count; //计数器的值
    private int max; //计数器最大的绝对值
    private int N; //计数器最大的操作次数
    private int n; // 当前计数器的次数

    //构造方法,初始化N和max
    VisualCounter(int N, int max) {
        this.N = N;
        this.max = max;
    }

    /**
     * @Description: 画出计数器的值
     * @Param: n 当前次数
     * @Param: count 当前计数器的值
     * @return: Nothing
     */
    public void my_StdDraw(int n, int count) {
        StdDraw.setXscale(0,N); //设置x的范围
        StdDraw.setYscale(-max, max); //设置y的范围
        StdDraw.setPenRadius(.01); //设置画笔的半径

        System.out.println("count =  " + count + " , 第 " + n + "次");
        StdDraw.point(n, count); //画出改点
    }

    /**
     * @Description: 计数器加一
     * @Param: Nothing
     * @return: Nothing
     */
    public void increment() {
        //如果当前计数器次数不超过指定的最大操作数，并且计数器的值也不超过指定的最大绝对值则加一
        if (n > N || Math.abs(count + 1)  > max) {
            n++;
            System.out.println("count =  " + "  error + " +  "第 " + n + "次");
        } else {
            n++;
            count++;
            my_StdDraw(n,count);
        }
    }

    /**
     * @Description: 计数器减一
     * @Param: Nothing
     * @return: Nothing
     */
    public void decrement() {
        //如果当前计数器次数不超过指定的最大操作数，并且计数器的值也不超过指定的最大绝对值则减一
        if (n + 1 > N || Math.abs(count - 1)  > max) {
//        if (n + 1 > N || Math.abs(count ) - 1 > max) { //非常错误的做法，复习的时候细看!
            n++;
            System.out.println("count =  " + count + "  error - "+  "第 " + n + "次");
        } else {
            n++;
            count--;

            my_StdDraw(n,count);
        }
    }

    public int getCount() {
        return count;
    }
}

输出:

count =  -1 , 第 1次
count =  -2 , 第 2次
count =  -3 , 第 3次
count =  -4 , 第 4次
count =  -3 , 第 5次
count =  -4 , 第 6次
count =  -3 , 第 7次
count =  -2 , 第 8次
count =  -1 , 第 9次
count =  -2 , 第 10次
count =  -1 , 第 11次
count =  0 , 第 12次
count =  -1 , 第 13次
count =  0 , 第 14次
count =  -1 , 第 15次
count =  0 , 第 16次
count =  -1 , 第 17次
count =  0 , 第 18次
count =  -1 , 第 19次
count =  0 , 第 20次
count =  1 , 第 21次
count =  0 , 第 22次
count =  -1 , 第 23次
count =  0 , 第 24次
count =  1 , 第 25次
count =  2 , 第 26次
count =  3 , 第 27次
count =  2 , 第 28次
count =  1 , 第 29次
count =  2 , 第 30次
count =  1 , 第 31次
count =  2 , 第 32次
count =  3 , 第 33次
count =  2 , 第 34次
count =  1 , 第 35次
count =  0 , 第 36次
count =  -1 , 第 37次
count =  -2 , 第 38次
count =  -1 , 第 39次
count =  -2 , 第 40次
count =  -1 , 第 41次
count =  -2 , 第 42次
count =  -1 , 第 43次
count =  0 , 第 44次
count =  -1 , 第 45次
count =  -2 , 第 46次
count =  -3 , 第 47次
count =  -4 , 第 48次
count =  -5 , 第 49次
count =  -6 , 第 50次
count =  -5 , 第 51次
count =  -6 , 第 52次
count =  -5 , 第 53次
count =  -6 , 第 54次
count =  -5 , 第 55次
count =  -4 , 第 56次
count =  -5 , 第 57次
count =  -6 , 第 58次
count =  -5 , 第 59次
count =  -6 , 第 60次
count =  -7 , 第 61次
count =  -6 , 第 62次
count =  -5 , 第 63次
count =  -4 , 第 64次
count =  -5 , 第 65次
count =  -6 , 第 66次
count =  -5 , 第 67次
count =  -6 , 第 68次
count =  -5 , 第 69次
count =  -6 , 第 70次
count =  -5 , 第 71次
count =  -6 , 第 72次
count =  -7 , 第 73次
count =  -8 , 第 74次
count =  -7 , 第 75次
count =  -8 , 第 76次
count =  -7 , 第 77次
count =  -8 , 第 78次
count =  -9 , 第 79次
count =  -10 , 第 80次
count =  -10  error - 第 81次
count =  -9 , 第 82次
count =  -10 , 第 83次
count =  -9 , 第 84次
count =  -8 , 第 85次
count =  -7 , 第 86次
count =  -6 , 第 87次
count =  -5 , 第 88次
count =  -4 , 第 89次
count =  -5 , 第 90次
count =  -4 , 第 91次
count =  -3 , 第 92次
count =  -2 , 第 93次
count =  -1 , 第 94次
count =  -2 , 第 95次
count =  -3 , 第 96次
count =  -2 , 第 97次
count =  -3 , 第 98次
count =  -2 , 第 99次
count =  -3 , 第 100次
计数器最后的值为: -3