本文主要是介绍【CS 61B】Data Structures, Spring 2021 -- Week 1（1. Intro and 2. Classes, Lists, Arrays, Maps），希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！
目录
61B 2023 Lecture 1
1、[Intro1, Video 1a] Welcome to 61B, Spring 2023!
1.1 61B Overview
2、[Intro1, Video 1b] 61B Logistics
2.1、Course Components
2.2 Class Phase
3、[Intro1, Video 1C] Phase 1 Overview
4、[Intro1, Video 2A] Hello World
5、[Intro1, Video 2B] Static Typing（静态类型）
6、[Intro1, Video 2C] Declaring Functions（声明一个方法）
7、[Intro, Video 2D] Reflections on Java（小结）
7.1、Java与面向对象
7.2、Java与静态属性
7.3 本周任务
8、[Intro1, Video 3a] Compilation（代码编写）
9、[Intro1, Video 3b] IntelliJ Demo（IDE - IntelliJ IDEA）
10、[Intro1, Video 3c] HW0A Due Friday（作业）
10.1 Self-Check 1.26: Confusing
10.2 Exercise 2.5: starTriangle
10.3 Self-Check 2.25: numberTotal
10.4 Exercise 3.23: printIndexed or Exercise 4.17: stutter
10.5 Self-Check 4.5: ifElseMystery1
10.6 Exercise 4.19: quadrant（象限）
61B 2023 Lecture 2 - Classes, Lists, Arrays, Maps
Part 1: Classes in Java
1、Defining and Instantiating Classes
1.1 Object Instantiation（对象实例化）
1.2 Construct（构造方法）
2、Defining a Typical Class（Terminology）定义典型类
2.1 Instantiating a Class （实例化一个类）
3、Static vs. Non-Static （静态与非静态）
3.1 Why Static Methods?（为什么是静态方法？）
3.2 Static Variables （静态变量）
Part 2: Lists, Arrays, and Maps
1、Lists in Java 4.0 （有序列表）
2、Abstract Data Types vs. Concrete Implementations （抽象数据类型）
3、Modern Java Lists
4、Arrays
5、Maps
Part 3：Summary
Part 4：Lab & Assignments/Exams
1、HW 0B: A Java Crash Course (Part 2)
2、Lab 1.1 : Setting Up Your Computer(实验环境配置)
A. 安装 Java
B. 安装 Git
C. 安装 Windows 终端（可选，但推荐）
3、Lab 1.2 : IntelliJ, Java, git
A、工具准备
B、环境搭建
4、Project 0: 2048
A、emptySpaceExists
B、maxTileExists
C、atLeastOneMoveExists
D、tilt（Main Task
目前 CS 61B 已经更新到了 Spring 2023，但提供给旁听生的自动评分器的最新版本仅支持到 Spring 2021，而且 Spring 2021 的自动评分器也只提供到今年的年底，属于是且用且珍惜。所以本章的内容主要是 Spring 2023的 Week 1 内容，但实验和项目做的是 Spring 2021的，后续的学习应该也会换成 Spring 2021，不然做了作业测试不了对错也挺难受的。不过跟着 Spring 2023 了解一下最新的讲解也还是挺不错的。
另外，不吹不黑，CS 61B不愧是一代神课，除了英文授课造成一点点困扰外，其它的都挺好的，尤其是自动评分机制，能很清楚的看出自己错在哪，而且给出的骨架代码也都具有测试用例，比国内的基础课要好太多了！
CS 61B数据结构，2021 年春季： Main | CS 61B Spring 2021 （开放了自动评分器）
CS 61B数据结构，2023 年春季： Main | CS 61B Spring 2023 （未开放自动评分器）
【配套参考书📕】Hug61B Spring 2019 Edition： 1.1 Essentials · Hug61B
https://joshhug.gitbooks.io/hug61b/content/chap1/chap11.html
Week1 课程安排：
61B 2023 Lecture 1
1、[Intro1, Video 1a] Welcome to 61B, Spring 2023!
1.1 61B Overview
让代码更有效率
2、[Intro1, Video 1b] 61B Logistics
2.1、Course Components
2.2 Class Phase
3、[Intro1, Video 1C] Phase 1 Overview
4、[Intro1, Video 2A] Hello World
5、[Intro1, Video 2B] Static Typing（静态类型）
6、[Intro1, Video 2C] Declaring Functions（声明一个方法）
1、记得写注释，格式：/** */
2、函数声明方法
7、[Intro, Video 2D] Reflections on Java（小结）
7.1、Java与面向对象
7.2、Java与静态属性
7.2.1 什么是Static Typing？
Static Typing：静态类型，每个变量、参数和函数都有一个声明的类型，使其更容易让程序员理解和推理代码，这称为静态类型。
7.2.2 Static Typing的优缺点
7.3 本周任务
下一课中，将讨论一些关于 public static xxx 的实际含义，并进行深入了解
8、[Intro1, Video 3a] Compilation（代码编写）
compile：javac HelloWorld.java -> HelloWorld.class
running: java HellloWorld -> Hello World!
想要了解编译器的确切工作方式的话可以查看：CS 61C 以及 CS 164
9、[Intro1, Video 3b] IntelliJ Demo（IDE - IntelliJ IDEA）
10、[Intro1, Video 3c] HW0A Due Friday（作业）
作业链接🔗：HW 0A: A Java Crash Course (Part 1) | CS 61B Spring 2023
10.1 Self-Check 1.26: Confusing
10.2 Exercise 2.5: starTriangle
10.3 Self-Check 2.25: numberTotal
10.4 Exercise 3.23: printIndexed or Exercise 4.17: stutter
10.5 Self-Check 4.5: ifElseMystery1
10.6 Exercise 4.19: quadrant（象限）
61B 2023 Lecture 2 - Classes, Lists, Arrays, Maps
Part 1: Classes in Java
1、Defining and Instantiating Classes
instantiation：实例化
在Java中，因为所有的代码都是类的一部分，所以所有的函数都是方法
虽然所有想要运行的代码要位于public static void main(String[] args)方法内部，但并不是所有类中都要有一个Main方法
IDEA中快速生成Main方法的快捷语句：psvm or main
1.1 Object Instantiation（对象实例化）
类可以实例化，实例可以保存数据
为 Dog Class 添加 size 属性
示例代码：
DogLauncher: 不为 size 赋值，则默认为0
1.2 Construct（构造方法）
示例代码：
2、Defining a Typical Class（Terminology）定义典型类
类中的实例变量要严格按照 blueprint 中的来，不能自己在外部添加
2.1 Instantiating a Class （实例化一个类）
3、Static vs. Non-Static （静态与非静态）
静态方法使用类名调用；
非静态方法使用实例后的对象名调用；
静态方法不能访问非静态的实例变量；
3.1 Why Static Methods?（为什么是静态方法？）
示例代码：
3.2 Static Variables （静态变量）
你应该选择使用类名去访问类变量，而不是使用一个实例对象名
定义在类中的方法或变量可以被成为成员方法或变量；
静态成员可以直接使用类名访问；
非静态成员则不能通过类名调用；（这和Static的加载机制有关）
静态方法必须通过一个特定的实例来访问实例变量。
Part 2: Lists, Arrays, and Maps
1、Lists in Java 4.0 （有序列表）
2、Abstract Data Types vs. Concrete Implementations （抽象数据类型）
一个抽象数据类型为什么要有多个具体的实现？
3、Modern Java Lists
使用泛型增加限制，否则就会像在Java 4.0 中的List一样，无法将从List中检索的数据分配给变量
4、Arrays
5、Maps
示例代码：
Part 3：Summary
最常见的Map的实现是 TreeMap 和 HashMap
下节课的内容是：深入理解研究 LinkedLists 和 ArrayLists之间的区别
大约在课程的第7周，我们将讨论 TreeMaps 和 HashMaps
Part 4：Lab & Assignments/Exams
1、HW 0B: A Java Crash Course (Part 2)
略
2、Lab 1.1 : Setting Up Your Computer(实验环境配置)
A. 安装 Java
略
B. 安装 Git
略
C. 安装 Windows 终端（可选，但推荐）
1、打开 Windows Terminal 的配置文件 settings.json：
2、在其中添加以下内容，注意路径要改成自己的：
3、修改“+”的默认配置，使其默认打开的是 git bash：
3、Lab 1.2 : IntelliJ, Java, git
配置GitHub环境，以链接 Gradescope 实现自动评分
A、工具准备
GitHub Desktop：（非必须）
GithubDesktopZhTool：（汉化工具），傻瓜式一键汉化
推荐使用 GitHub Desktop 方法直接通过 GUI 来操作文件的上传， 不推荐下面环境搭建中使用 git 命令的方法（不过你要是想要练习一下 git 倒是可以尝试练习一下，但完全属于是可以，但没必要）
CS61B Autograder终极排坑
https://zhuanlan.zhihu.com/p/344813657
B、环境搭建
1、在 GitHub 网站中完成仓库创建：
2、在本地创建一个文件夹 CS61B ，并将创建好的远程仓库 clone 到本地：
git clone https://github.com/panda-tang/cs61b.git
长时间未验证，会提示验证，我们选择 code 验证即可：（主要是有时候选择浏览器验证，但是浏览器不弹出）
完成验证：
遇到的问题与解决方法：
| Problem 1： OpenSSL SSL_read: Connection was reset, errno 10054 |
| Solution：git config --global http.sslVerify "false" |
| Problem 2： Failed to connect to github.com port 443 after 21059 ms: Timed out |
| Solution：设置全局代理，再取消 git config --global http.proxy http://127.0.0.1:1080 git config --global http.proxy http://127.0.0.1:1080 git config --global --unset http.proxy git config --global --unset https.proxy |
3、将远程的 sp21初始实验代码仓库 pull 到本地仓库：
cd cs61b
git remote add skeleton GitHub - Berkeley-CS61B/skeleton-sp21: starter code for spring 21
git pull skeleton master
遇到的问题与解决方法：
| Problem 1：fatal: refusing to merge unrelated histories |
| Solution：git pull --rebase --allow-unrelated-histories skeleton master |
| Problem 2：fatal: not a git repository (or any of the parent directories): .git |
| Solution：git init |
4、配置环境变量 REPO_DIR：
5、提交第一个lab
git add lab1/*
git commit -m "completed first part of lab1"
git branch -M main
git push -u origin main
6、到Gradescope中链接你的GitHub账户，选择提交：
到此结束：
4、Project 0: 2048
在这个项目中，你将构建这个游戏的核心逻辑。也就是说，我们已经将所有GUI代码、处理按键和大量其他脚手架组合在一起。你的工作将是做最重要和最有趣的部分。
游戏本身非常简单。它是在一个 4 x 4 的方格中进行的，每个方格可以是空的，也可以包含一个大于或等于2的2次方的整数。在第一次移动之前，应用程序将包含2或4的贴图添加到最初空棋盘上的随机方格中。选择2或4是随机的，选择2的概率是75%，选择4的概率是25%。
然后玩家通过方向键选择方向来倾斜棋盘:北、南、东或西。所有贴图都朝那个方向滑动，直到移动方向上没有剩余空间。一个贴图可以与另一个贴图合并，从而为玩家赢得积分。
A、emptySpaceExists
| 你在这个项目中的工作是修改和完成模型类，特别是 emptySpaceExists、maxTileExists、atLeastOneMoveExists 和 tilt 方法。其他的都已经为你实现了。我们建议按照这个顺序完成它们。前两个是相对简单的。第三个（atLeastOneMoveExists）比较难，而最后的 tilt 方法可能相当困难。我们预计倾斜将花费你3到10个小时来完成。前三个方法将处理游戏结束的条件，而最后的 tilt 方法将在用户按键后修改棋盘。你可以阅读checkGameOver 方法的非常简短的正文，以了解你的方法将如何被用来检查游戏是否结束。 让我们先看一下前三种方法： |
| ①、需求分析 |
| public static boolean emptySpaceExists(Board b)： 如果给定的棋盘中的任何一块瓷砖（tiles）为空，该方法应返回true。在这个项目中，你不应该以任何方式修改Board.java文件。对于这个方法，你要使用Board类的tile(int col, int row)和size()方法。其他方法没有必要。 Note：我们在设计Board类时使用了一个特殊的关键字private，不允许你直接使用Board的实例变量。例如，如果你试图访问b.values[0][0]，这将不会起作用。这是件好事! 它迫使你学会使用 tile 方法，你将在整个项目的其余部分使用它。 尝试打开 TestEmptySpace.java 文件夹。运行这些测试。你应该看到，6个测试失败，2个通过。在你正确编写了emptySpaceExists方法后，TestEmptySpace的8个测试都应该通过。
|
| Quick Overview（Video）：Proj 0 - emptySpaceExists |
| ②、代码实现 |
| Solution：
Test：
|
B、maxTileExists
| ①、需求分析 public static boolean maxTileExists(Board b)： 如果棋盘中的任何一张牌等于获胜的牌值 2048，这个方法应该返回真。请注意，与其在代码中硬编码2048这个常数，不如使用 MAX_PIECE，这是一个属于Model类的常数。换句话说，你不应该做if (x == 2048)，而应该做if (x == MAX_PIECE)。 留下像2048这样的硬编码数字是一种不好的编程实践，有时被称为 "神奇数字"。这种神奇的数字的危险在于，如果你在代码的一个部分改变了它们，而在另一个部分没有改变，你可能会得到意想不到的结果。通过使用像MAX_PIECE这样的变量，你可以确保它们都被一起改变。 在你写完这个方法后，TestMaxTileExists.java中 的测试应该通过。 | |
| ②、代码实现 | |
| Solution：（基本上同上面的 emptySpaceExists 方法一致，但由于当矩阵中的值为0时，会返回空，所以在这里我们加入了一个非空判断，否则就会出现异常提示）
Test：
|
C、atLeastOneMoveExists
| ①、需求分析 public static boolean atLeastOneMoveExists(Board b) 这个方法更具挑战性。如果有任何有效的移动，它应该返回true。我们所说的 "有效移动 "是指，如果用户在玩2048游戏时可以按一个按钮（向上、向下、向左或向右），导致至少一个瓷砖移动，那么这样的按键就被认为是有效移动。 有两种方法可以产生有效的移动：
例如，对于下面的棋盘，我们应该返回 true，因为至少有一个空位。
对于下面这个棋盘，我们应该返回 false。在2048中，无论你按什么按钮，都不会发生任何事情，也就是说，没有两个相邻的牌的数值相等。
对于下面的棋盘，我们将返回 true，因为向右或向左移动将合并这两张64张牌，向上或向下移动也将合并这32张牌。或者换句话说，至少有两块相邻的牌有相同的价值。
在你写完这个方法后，TestAtLeastOneMoveExists.java 中的测试应该通过。 | |||
| ②、代码实现 | |||
| Solution：该方法可以通过如下方式解决，对除最后一行外的所有元素进行向上检查，以及对除最后一列外的所有元素进行向右检查，这种方法虽然便于操作，但会造成资源浪费，因为相当于多循环遍历了一次。
除此之外，我们可以通过另一种方式完成一次遍历，降低重复。我们可以通过控制边界，在一次遍历中同时完成向上和向右的检查，然后再分别对没有检查到的边界元素进行单独的向上或向右检查，从而保证所有的元素都被检查过。 Test：
|
D、tilt（Main Task）
| ①、需求分析 public boolean tilt(Side side)： tilt 方法做的是实际移动所有 tiles 的工作。例如，如果我们有一个 board，它是由以下内容组成的：
press up，tilt 将修改 board 这个实例变量，使游戏的状态变为现在：
除了修改 board 之外，还必须发生另外两件事：
board 上所有 tiles 的移动都必须使用 Board 类提供的 move 方法完成。棋盘上的所有 tiles 都必须使用Board 类提供的 tile 方法来访问。由于GUI实现中的一些细节，每次调用 tile 时，你只能在给定的tile上调用move方法一次。我们将在本文档的 Tips 部分进一步讨论这个限制条件。 Quick Overview：Project 0 - The Tilt method Tips： 我们强烈建议开始时只考虑向上的方向，即当提供的 side 参数等于 Side.NORTH 时。为了支持你这样做，我们提供了一个TestUpOnly类，它有四个测试：testUpNoMerge, testUpBasicMerge, testUpTripleMerge, and testUpTrickyMerge。你会注意到，这些测试只涉及到一个单一的上移。 在考虑如何实施上升方向时，请考虑以下几点： 在某一列中，最上面一行（第3行）的棋子保持不动。如果上面的空间是空的，第2行的棋子可以向上移动，如果上面的空间与自己的值相同，它也可以向上移动一个。换句话说，在迭代行的时候，从第3行开始向下迭代是安全的，因为 tile 不可能在移动过一次后还得再移动。 虽然这听起来并不难，但它确实很难。要准备好拿出记事本，写出一堆的例子。力求代码优雅，尽管在这个问题上很难做到优雅。我们强烈建议创建一个或多个辅助方法来保持你的代码简洁。例如，你可以有一个辅助函数来处理棋盘的单列，因为每列都是独立处理的。或者你可能有一个辅助函数，可以返回一个所需的行值。 提醒你： 你应该只在一个给定的tile上调用一次 move方法。换句话说，假设你有下面的 board，并press up。
我们可以通过以下方式来实现这一目标：
然而，GUI会感到困惑，因为同一块 tile 不应该只通过调用setChanged来多次移动。相反，你需要通过一次调用move 来完成整个移动，例如
从某种意义上说，最难的部分是弄清楚每块 tile 应该在哪一行结束。 为了测试你的理解，你应该完成这个 Google Form quiz。这个测验（以及下面的测验）是完全可选的（即没有评分），但强烈建议你这样做，因为它可以发现你对游戏机制可能存在的任何概念性误解。你可以尝试这个测验，只要你愿意，次数不限。(主要的核心就是：每当你想要移动 tile 的时候需要先获取到你想要移动的那个tile) 要知道什么时候应该更新score，请注意，如果将tile t 移动到c列和r行会替换现有的tile（即你有一个合并操作），board.move(c, r, t)方法会返回true。 更糟糕的是，即使在你获得了向上方向的 tilt 工作后，你还必须对其他三个方向做同样的事情。如果你天真地这么做，你会得到很多重复的、稍加修改的代码，并且有很大的可能引入不明显的错误。 对于这个问题，我们已经赠送了一个干净的解决方案。这将允许你只用两行额外的代码就能处理其他三个方向的问题! 具体来说，Board 类有一个 setViewingPerspective(Side s) 函数，它将改变 tile 和 move 类的行为，使它们的行为如同给定的一面 NORTH 一样。 例如，考虑下面的board：
如果我们调用 board.tile(0, 2)，我们会得到16，因为16在第0列第2行。 如果我们调用board.setViewingPerspective(s)，其中s是 WEST，那么board将表现为 WEST 是 NORTH，即你的头向左转90度，如下所示：
换句话说，我们之前的16将在board.tile(2, 3)处。如果我们调用board.tilt(Side.NORTH)，并适当实现tilt，board 将变成：
为了让棋盘回到最初的观察视角，我们只需调用board.setViewingPerspective(Side.NORTH)，这将使board表现得如同NORTH原来的样子。如果我们这样做，board现在就会表现得像原来一样：
观察一下，这和你把原来 board 上的 tiles 滑向西边(WEST)的情况是一样的。 重要提示：在你完成对 tilt 的调用之前，请确保使用board.setViewingPerpsective将视角设回Side.NORTH，否则会发生奇怪的事情。 为了测试你的理解，请尝试第三个也是最后一个 Google Form quiz。你可以随心所欲地尝试这个小测验，次数不限。 | |||||||||
| Q & A： Problem 1：why I code the same as Prof. Hug but when I press the up or down, nothing happens Solution：修改 GUISource 类中的 getKey() 方法，将 switch … case 中的↑改成中文的"向上箭头"，以此类推，或者我们可以在下方位置处写一个sout，打印看一下自己的按键输出是什么，然后改成对应的即可：
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| ②、代码实现 | |||||||||
| First Commit：
修改后 Second Commit：Success！
Final Code： 首先定义了一个方法 colFirstElement，因为我们是从第3行开始向下遍历的，所以这里返回的当前元素下第一个不为 null 的 tile。
然后遍历 board 中的每一个 tile：判断 cur 与 next 的各种状态，并进行相应的合并或移动操作。
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这篇关于【CS 61B】Data Structures, Spring 2021 -- Week 1（1. Intro and 2. Classes, Lists, Arrays, Maps）的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！
