82 lines
6.2 KiB
Plaintext
82 lines
6.2 KiB
Plaintext
h1. Отчёт по лабораторной работе №2 (Тищенко Артём)
|
||
|
||
h2. Задание
|
||
|
||
* Исследовать *TreeSet*, посмотреть абстрактные классы и интерфейсы, которые данный тип реализует.
|
||
* Реализовать собственный класс *MyTreeSet*, который реализует интерфейсы *Iterable* и поддерживает основные операции множества: добавление, удаление, проверка наличия элемента, получение размера, а также итерацию по элементам в отсортированном порядке.
|
||
* Написать тесты, демонстрирующие аналогичное поведение стандартного *TreeSet* и реализованного класса.
|
||
|
||
h2. Исследование TreeSet
|
||
|
||
!treeset.png!
|
||
|
||
Класс *TreeSet* в Java реализует интерфейс *NavigableSet*, основанный на структуре данных **красно-черного дерева**. Он обеспечивает хранение элементов в отсортированном порядке и эффективное выполнение операций.
|
||
|
||
h3. Реализуемые интерфейсы:
|
||
* *NavigableSet*: Поддерживает навигацию по ближайшим элементам.
|
||
* *SortedSet*: Гарантирует порядок элементов согласно их естественному упорядочиванию.
|
||
* *Set*: Запрещает дублирование элементов.
|
||
* *Serializable*: Позволяет сериализацию объекта.
|
||
* *Cloneable*: Поддерживает клонирование.
|
||
|
||
h3. Основные характеристики:
|
||
* **Структура данных**: Красно-черное дерево (сбалансированное бинарное дерево поиска).
|
||
* **Время операций**: Добавление, удаление и поиск выполняются за *O(log n)*.
|
||
* **Порядок элементов**: Элементы хранятся в отсортированном порядке (natural ordering или через *Comparator*).
|
||
* **Итерация**: Итератор возвращает элементы в порядке возрастания.
|
||
|
||
h3. Недостатки:
|
||
* **Производительность**: Медленнее *HashSet* для операций добавления/удаления из-за необходимости поддержания баланса дерева.
|
||
* **Ограничения**: Элементы должны быть сравнимыми (реализовывать *Comparable*) или требовать внешнего *Comparator*.
|
||
|
||
h2. Реализация MyTreeSet
|
||
|
||
h3. Описание кода
|
||
|
||
Класс *MyTreeSet* реализует интерфейс *Iterable* и поддерживает основные операции множества с использованием **бинарного дерева поиска** (без балансировки).
|
||
|
||
Основные методы:
|
||
* **add(E e)**: Добавляет элемент в дерево, сохраняя порядок. Возвращает *true*, если элемент был добавлен.
|
||
* **contains(E e)**: Проверяет наличие элемента в дереве.
|
||
* **remove(E e)**: Удаляет элемент, перестраивая дерево.
|
||
* **size()**: Возвращает количество элементов.
|
||
* **iterator()**: Возвращает итератор для обхода элементов в порядке возрастания (in-order traversal).
|
||
|
||
Поля класса:
|
||
* **root**: Корень дерева (тип *Node*).
|
||
* **size**: Текущее количество элементов.
|
||
|
||
Вспомогательные структуры:
|
||
* **Класс Node**: Содержит значение, ссылки на левое и правое поддерево.
|
||
* **Итератор**: Реализован через стек для симуляции рекурсивного in-order обхода.
|
||
|
||
h3. Тесты
|
||
|
||
Для проверки корректности работы *MyTreeSet* написаны следующие тесты:
|
||
* **testAdd**: Проверяет добавление элементов и обработку дубликатов.
|
||
* **testContains**: Проверяет поиск элементов.
|
||
* **testRemove**: Проверяет удаление элементов.
|
||
* **testSize**: Проверяет корректность подсчёта элементов.
|
||
* **testIterator**: Проверяет порядок обхода элементов и работу методов *hasNext()* и *next()*.
|
||
|
||
Каждый тест сравнивает поведение *MyTreeSet* со стандартным *TreeSet*.
|
||
|
||
|
||
h2. Результаты работы
|
||
|
||
*Исходный код доступен на "GitHub":https://github.com/Arity-T/java_labs/tree/main/lab2 .*
|
||
|
||
Склонировать репозиторий и запустить тесты можно с помощью команд:
|
||
<pre>
|
||
git clone https://github.com/Arity-T/java_labs.git
|
||
cd lab2
|
||
mvn test
|
||
</pre>
|
||
|
||
!tests.png!
|
||
|
||
h2. Заключение
|
||
|
||
В ходе работы был исследован класс *TreeSet* и реализован упрощённый аналог *MyTreeSet* на основе бинарного дерева поиска. Класс поддерживает основные операции множества и корректно работает с итератором. Тесты подтвердили соответствие поведения *MyTreeSet* стандартной реализации для базовых сценариев. Основное отличие — отсутствие балансировки дерева, что может влиять на производительность в худших случаях.
|
||
|
||
*Исходный код доступен на "GitHub":https://github.com/Arity-T/java_labs/tree/main/lab2 .* |