數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

前言

　　數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是計(jì)算機(jī)專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程與核心課程之一。從2009年開始，全國(guó)碩士研究生入學(xué)統(tǒng)一考試計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科實(shí)行全國(guó)聯(lián)考，考試科目定名為計(jì)算機(jī)學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)綜合，該考試科目涵蓋4門課程，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為其中重要的1門，其所占比例和分值最高。　　數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程主要是學(xué)習(xí)基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用、檢索和排序算法的各種實(shí)現(xiàn)方法與分析比較，對(duì)于選用何種描述工具對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法進(jìn)行描述，我們認(rèn)為各有千秋。通過(guò)近幾年教學(xué)實(shí)踐和教學(xué)改革研究表明，在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)中，對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)本質(zhì)和各種算法思想的掌握與理解并不是依賴于描述工具。實(shí)踐表明，對(duì)于熟練掌握C語(yǔ)言的讀者，使用C語(yǔ)言描述算法，讀者可以將學(xué)習(xí)精力集中于算法思想的理解，有利于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的教學(xué)?！　檫m應(yīng)我國(guó)計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，進(jìn)一步提高汁算機(jī)專業(yè)和相關(guān)專業(yè)“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程的教學(xué)質(zhì)量，2004年，筆者根據(jù)多年教學(xué)的體會(huì)，結(jié)合高等教育大眾化的趨勢(shì)，在分析國(guó)內(nèi)、外多種同類教材的基礎(chǔ)上，編寫出版了《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（C語(yǔ)言版）》。該書先后印刷多次，受到讀者的關(guān)注和歡迎?！　”緯拚说?版中的一些錯(cuò)誤，對(duì)全書內(nèi)容做了進(jìn)一步的優(yōu)化、補(bǔ)充和完善。主要的修訂如下。　　1.對(duì)基本的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，重點(diǎn)討論其基本操作，仍然采用抽象數(shù)據(jù)類型的觀點(diǎn)進(jìn)行描述。在第1版中，對(duì)一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)討論時(shí)，我們往往給出了較多的操作，比如插入操作，就有“在某個(gè)位置插入”和“在某個(gè)元素值后插入”等，在修訂時(shí)，我們對(duì)操作進(jìn)行了刪減與合并，每一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)只對(duì)主要的操作算法進(jìn)行討論和描述，這樣既突出了重點(diǎn)，又可以保證教學(xué)效果。　　2.盡量使用簡(jiǎn)短、容易記憶的函數(shù)名。在第1版中，我們?cè)趯?duì)算法實(shí)現(xiàn)的函數(shù)命名時(shí)，使用了較為完整的表達(dá)形式，如第1版中，建立一個(gè)空的鏈?zhǔn)綏５暮瘮?shù)為initlinkstack（），第2版中改為init（）。我們?cè)诮虒W(xué)中發(fā)現(xiàn)，在C語(yǔ)言編程環(huán)境下，使用簡(jiǎn)潔的函數(shù)名更適合教學(xué)需要。

內(nèi)容概要

　　本書介紹了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本概念和基本算法。全書共分為10章，包括線性表及其順序存儲(chǔ)、線性表的鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)、字符串、數(shù)組、特殊矩陣、遞歸、樹型結(jié)構(gòu)、二叉樹、圖、檢索、內(nèi)排序等內(nèi)容?！　”緯鴥?nèi)容豐富，邏輯性強(qiáng)，文字清晰流暢，既注重理論知識(shí)，又強(qiáng)調(diào)工程實(shí)用。書中既體現(xiàn)了抽象數(shù)據(jù)類型的觀點(diǎn)，又對(duì)每個(gè)算法的具體實(shí)現(xiàn)給出了完整的C語(yǔ)言源代碼描述?！　∨c本書配套的電子教案和書中所有算法的源代碼均可從人民郵電出版社教學(xué)服務(wù)與資源網(wǎng)(www. ptpedu.com.cn)上免費(fèi)下載?！　”緯勺鳛楦叩仍盒Ｓ?jì)算機(jī)專業(yè)及相關(guān)專業(yè)本科生“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程的教材，也可以作為從事計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用的廣大讀者的參考書。

書籍目錄

第1章　概論　　1.1　數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本概念與術(shù)語(yǔ)　　  1.1.1　數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本概念　　  1.1.2　數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)　　　1.1.3　數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)　　　1.1.4　數(shù)據(jù)的運(yùn)算集合　　1.2　數(shù)據(jù)類型和抽象數(shù)據(jù)類型　　　1.2.1　數(shù)據(jù)類型　　　1.2.2　抽象數(shù)據(jù)類型　　　1.2.3　抽象數(shù)據(jù)類型的描述和實(shí)現(xiàn)　　1.3　算法和算法分析　　　1.3.1　算法的基本概念和基本特征　　　1.3.2　算法的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度　　習(xí)題　　第2章　線性表及其順序存儲(chǔ)　　2.1　線性表　　2.2　順序表　　　2.2.1　順序表的基本概念及描述　　　2.2.2　順序表的實(shí)現(xiàn)　　2.3　?！　　?.3.1　棧的基本概念及描述　　　2.3.2　順序棧及其實(shí)現(xiàn)　　　2.3.3　棧的應(yīng)用之一——括號(hào)匹配　　　2.3.4　棧的應(yīng)用之二——算術(shù)表達(dá)式求值　　2.4　隊(duì)列　　　2.4.1　隊(duì)列的基本概念及描述　　　2.4.2　順序隊(duì)列及其實(shí)現(xiàn)　　　2.4.3　順序循環(huán)隊(duì)列及其實(shí)現(xiàn)　　習(xí)題　　第3章　線性表的鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)　　3.1　鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)　　3.2　單鏈表　　　3.2.1　單鏈表的基本概念及描述　　　3.2.2　單鏈表的實(shí)現(xiàn)　　3.3　帶頭結(jié)點(diǎn)的單鏈表　　　3.3.1　帶頭結(jié)點(diǎn)的單鏈表的基本概念及描述　　　3.3.2　帶頭結(jié)點(diǎn)的單鏈表的實(shí)現(xiàn)　　3.4　循環(huán)單鏈表　　　3.4.1　循環(huán)單鏈表的基本概念及描述　　　3.4.2　循環(huán)單鏈表的實(shí)現(xiàn)　　3.5　雙鏈表　　　3.5.1　雙鏈表的基本概念及描述　　　3.5.2　雙鏈表的實(shí)現(xiàn)　　3.6　鏈?zhǔn)綏！　　?.6.1　鏈?zhǔn)綏５幕靖拍罴懊枋觥　　?.6.2　鏈?zhǔn)綏５膶?shí)現(xiàn)　　3.7　鏈?zhǔn)疥?duì)列　　　3.7.1　鏈?zhǔn)疥?duì)列的基本概念及描述　　　3.7.2　鏈?zhǔn)疥?duì)列的實(shí)現(xiàn)　　習(xí)題　　第4章　字符串、數(shù)組和特殊矩陣　　4.1　字符串　　　4.1.1　字符串的基本概念　　　4.1.2　字符串類的定義　　　4.1.3　字符串的存儲(chǔ)及其實(shí)現(xiàn)　　4.2　字符串的模式匹配　　　4.2.1　樸素的模式匹配算法　　　4.2.2　快速模式匹配算法　　4.3　數(shù)組　　　4.3.1　數(shù)組和數(shù)組元素　　　4.3.2　數(shù)組類的定義　　　4.3.3　數(shù)組的順序存儲(chǔ)及實(shí)現(xiàn)　　4.4　特殊矩陣　　　4.4.1　對(duì)稱矩陣的壓縮存儲(chǔ)　　　4.4.2　三角矩陣的壓縮存儲(chǔ)　　　4.4.3　帶狀矩陣的壓縮存儲(chǔ)　　4.5　稀疏矩陣　　　4.5.1　稀疏矩陣類的定義　　　4.5.2　稀疏矩陣的順序存儲(chǔ)及其實(shí)現(xiàn)　　　4.5.3　稀疏矩陣的鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)及實(shí)現(xiàn)　　習(xí)題　　第5章　遞歸　第6章　樹型結(jié)構(gòu)　第7章　二叉樹　第8章　圖　第9章　檢索　第10章　內(nèi)排序　參考文獻(xiàn)　

章節(jié)摘錄

　　1.數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)　　這些數(shù)據(jù)之間存在什么樣的內(nèi)在聯(lián)系？在這些數(shù)據(jù)中，有且只有一個(gè)結(jié)點(diǎn)是表首結(jié)點(diǎn)，它前面沒有其他結(jié)點(diǎn)，后面有一個(gè)和它相鄰的結(jié)點(diǎn)；有且只有一個(gè)結(jié)點(diǎn)是表尾結(jié)點(diǎn)，它后面沒有其他結(jié)點(diǎn)，前面有一個(gè)和它相鄰的結(jié)點(diǎn)；除這兩個(gè)結(jié)點(diǎn)之外，表中所有其他的結(jié)點(diǎn)都有且僅有一個(gè)和它相鄰的位于它之前的結(jié)點(diǎn)，也有且僅有一個(gè)和它相鄰的位于它之后的結(jié)點(diǎn)。上述這些就是用戶信息表的邏輯結(jié)構(gòu)?！　?.數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)　　數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的存儲(chǔ)方式稱為存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。將用戶信息表中的所有結(jié)點(diǎn)存人計(jì)算機(jī)時(shí)，就必須考慮存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。使用C語(yǔ)言進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，常見的方式是用一個(gè)結(jié)構(gòu)數(shù)組來(lái)存儲(chǔ)整個(gè)用戶信息表，每一個(gè)結(jié)構(gòu)數(shù)組元素是一個(gè)結(jié)構(gòu)，它對(duì)應(yīng)于用戶信息表中的一個(gè)結(jié)點(diǎn)。用戶信息表中相鄰的結(jié)點(diǎn)，對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)數(shù)組元素也是相鄰的，或者說(shuō)在這種存儲(chǔ)方式下，邏輯相鄰的結(jié)點(diǎn)就必須物理相鄰。這是一種被稱為順序存儲(chǔ)的方式，當(dāng)然，還有其他的存儲(chǔ)方式。　　3.數(shù)據(jù)的運(yùn)算集合　　對(duì)數(shù)據(jù)的處理必定涉及到相關(guān)的運(yùn)算。在上述用戶信息表中，可以進(jìn)行刪除一個(gè)用戶、增加一個(gè)用戶和查找某個(gè)用戶等操作。應(yīng)該明確指出這些操作的含義。比如刪除操作，是刪除序號(hào)為5的用戶還是刪除用戶名為王三的用戶是應(yīng)該明確定義的，如果需要可以定義兩個(gè)不同的刪除操作。為一批數(shù)據(jù)定義的所有運(yùn)算（或稱操作）構(gòu)成一個(gè)運(yùn)算（操作）集合?！　?duì)于一批待處理的數(shù)據(jù)，只有分析清楚上面3個(gè)方面的問(wèn)題，才能進(jìn)行有效的處理。　　數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)就是指按一定的邏輯結(jié)構(gòu)組成的一批數(shù)據(jù)，使用某種存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)將這批數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)中，并在這些數(shù)據(jù)上定義了一個(gè)運(yùn)算集合。　　在討論一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時(shí)，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)所含的3個(gè)方面缺一不可，也就是說(shuō)，只有給定一批數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和它們?cè)谟?jì)算機(jī)中的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，并且定義了數(shù)據(jù)運(yùn)算集合，才能確定一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。例如，在后面的章節(jié)中將要介紹的棧和隊(duì)列，它們的邏輯結(jié)構(gòu)是一樣的，它們都可以用同樣的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，但是由于所定義的運(yùn)算性質(zhì)不同，它們成為兩種不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

編輯推薦

　　理論與實(shí)踐并重，內(nèi)容涵蓋考研大綱要求。算法要點(diǎn)有詳細(xì)的圖示，算法采用C語(yǔ)言描述，可以直接調(diào)用。教學(xué)資源豐富，提供教學(xué)計(jì)件、所有算法的源代碼、測(cè)試用例等。

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