數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

前言

本書(shū)假定讀者熟知Java的基礎(chǔ)元素知識(shí)，如數(shù)據(jù)類(lèi)型、控制結(jié)構(gòu)、功能函數(shù)與參數(shù)、配置數(shù)組等。但是如果讀者你需要復(fù)習(xí)這些概念，或者將C++為作為第一編程語(yǔ)言，可以在附錄F中找到相關(guān)的內(nèi)容。如果需要更詳細(xì)地了解附錄F中的主題，請(qǐng)參考《Java基礎(chǔ)教程——從問(wèn)題分析到程序設(shè)計(jì)》一節(jié)以及附錄G中列出的參考文獻(xiàn)。另外，本書(shū)還要求讀者具備一定的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，如高等數(shù)學(xué)。本書(shū)主要內(nèi)容作為計(jì)算機(jī)科學(xué)專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)課程，本書(shū)把重點(diǎn)放在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)(object-orienteddesign，OOD)上。書(shū)中提供的編程示例有效地使用了面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)技術(shù)，通過(guò)以解決并編寫(xiě)程序解決一特定的問(wèn)題。第一1章介紹了軟件引擎工程原則理。這一章首先描述了軟件的生命周期，然后討論了算法分析的重要性，并介紹了算法分析中使用的大O表示法。面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)技術(shù)有3個(gè)基本原則：封裝性、繼承性和多態(tài)性。Java的封裝通過(guò)類(lèi)來(lái)的使用而實(shí)現(xiàn)封裝性。第一1章的下后半部分討論了用戶(hù)定義的類(lèi)。如果讀者你熟悉如何創(chuàng)建并使用你自己的類(lèi)，你可能略可以略過(guò)這部分內(nèi)容。這一章還討論了解決特定問(wèn)題的基本面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)技術(shù)。第2二章繼續(xù)討論前一章對(duì)面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)原則的討論，介紹了了繼承性和異常處理，并解釋如何通過(guò)繼承性原則來(lái)擴(kuò)展類(lèi)的定義。在執(zhí)行Java程序時(shí)，可能會(huì)發(fā)生一些錯(cuò)誤。例如，不小心進(jìn)行了除0操作，標(biāo)記不存在的字符串，數(shù)組的索引超出了邊界；這些類(lèi)型的錯(cuò)誤在Java中稱(chēng)為異常。Java對(duì)程序異常的處理提供了強(qiáng)大的支持。本章除了說(shuō)明如何使用已有的Java異常類(lèi)之外，還闡述了如何構(gòu)建自己的異常類(lèi)。第3三章討論如何在數(shù)組中組織和處理數(shù)據(jù)。本章除了解釋如何開(kāi)發(fā)自己的代碼之外，還演示了Java類(lèi)Vector的工作原理。第4五章討論了鏈列表。這一首先解釋了鏈列表的基本屬性，如數(shù)據(jù)的插入和刪除，鏈列表的創(chuàng)建等。接著然后，這一章開(kāi)發(fā)了一段通用代碼，來(lái)處理在單向鏈列表中處理的數(shù)據(jù)。這一章還討論了雙重鏈列表，帶有頭跟蹤器尾節(jié)點(diǎn)的鏈列表，和以及循環(huán)的鏈列表。第5六章介紹了遞歸，并用大量的示例顯演示了如何使以用遞歸的方式來(lái)解決問(wèn)題，同時(shí)還考慮了遞歸的術(shù)語(yǔ)。第6七章和第7八章討論了堆棧和隊(duì)列。除了演示顯示了如何開(kāi)發(fā)自己的通用代碼來(lái)來(lái)實(shí)現(xiàn)堆棧和隊(duì)列外，還解釋了Java類(lèi)Stack的工作原理，以及堆棧和隊(duì)列的應(yīng)用。第8九章描述了搜索算法。，在分析順序的搜索算法之后，又討論了二元叉樹(shù)搜索算法，并對(duì)這種算法進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析。在初步探討基于比較的搜索算法之后，本章還討論了散列算法。第9章十介紹了將算法進(jìn)行分類(lèi)，例如排序算法，如選擇分類(lèi)排序、插入分類(lèi)排序、快速分類(lèi)排序、合并分類(lèi)排序和堆分類(lèi)排序。第10十一章討論了二元叉樹(shù)。第十二11章介紹了圖和表圖表的算法，如最短路徑，最小生成樹(shù)，和拓?fù)浞诸?lèi)排序。附錄A列出了Java中的保留字。附錄B顯示列出了Java運(yùn)算符的優(yōu)先級(jí)權(quán)和關(guān)聯(lián)性。附錄C列出了ASCII(AmericanStandardCodeforInformationInterchange，美國(guó)信息交換標(biāo)準(zhǔn)碼)和EBCDIC(可擴(kuò)充二進(jìn)制代碼的十進(jìn)制交換碼)的性能字符集。附錄D介紹了用戶(hù)定義的類(lèi)在Java程序中的使用方法。附錄E描述了本書(shū)中使用的Java類(lèi)。附錄F回顧了Java的基本要點(diǎn)，并比較了Java和C++語(yǔ)言的基本概念，如數(shù)據(jù)類(lèi)型，控制結(jié)構(gòu)，功能參數(shù)函數(shù)和參數(shù)和以及數(shù)組。所以，如果你以第一編程語(yǔ)言是C++為第一編程語(yǔ)言，就可以通過(guò)附錄F使你掌握這些Java的基本要點(diǎn)。附錄G為進(jìn)一步學(xué)習(xí)Java知識(shí)和附錄F中沒(méi)有提到的主題提供了一些了一個(gè)引用表參考文獻(xiàn)主題。附錄H提供書(shū)文中精選部分練習(xí)題的答案。

內(nèi)容概要

本書(shū)是計(jì)算機(jī)科學(xué)專(zhuān)業(yè)的權(quán)威教程。書(shū)中通過(guò)大量簡(jiǎn)明清晰的說(shuō)明和示例，運(yùn)用Java成功地描述了各種算法。內(nèi)容涉及到數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的所有知識(shí)點(diǎn)，包括結(jié)構(gòu)化模板庫(kù)、二叉樹(shù)、圖的算法，以及搜索和排序等。
    本書(shū)結(jié)構(gòu)特色：
    ·編程示例——每一章的最后都包含多個(gè)完整的示例程序，這些示例不僅給出了詳細(xì)的輸入、輸出、問(wèn)題分析和算法設(shè)計(jì)，還提供了完整的程序清單。
    ·快速回顧——這部分總結(jié)了每章提出的所有概念。
    ·練習(xí)題——測(cè)試學(xué)生判斷各個(gè)聲明和語(yǔ)句是否正確的能力。
    ·編程練習(xí)——學(xué)生可以按照指定的要求編寫(xiě)Java程序。
    ·注意——強(qiáng)調(diào)與各個(gè)概念相關(guān)的重要內(nèi)容。
    ·帶編號(hào)的示例——通過(guò)相關(guān)代碼說(shuō)明各種編程思想。

作者簡(jiǎn)介

D.S.Malik是Creighton大學(xué)的數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)系教授，他于1985年在Creighton大學(xué)獲得博士學(xué)位后，就一直在該大學(xué)從事計(jì)算機(jī)教學(xué)工作。目前，他已經(jīng)表了45篇論文，出版了6本著作，涉及抽象代數(shù)、模糊自控理論和語(yǔ)言、模糊邏輯及其應(yīng)用、信息科學(xué)等領(lǐng)域。

書(shū)籍目錄

第1章 軟件工程基本原理和Java類(lèi) 1.1 軟件的生命周期 1.2 軟件開(kāi)發(fā)階段 1.3 算法分析：大O表示法 1.4 用戶(hù)定義的類(lèi)  1.5 抽象數(shù)據(jù)類(lèi)型 1.6 編程示例：糖果機(jī) 1.7 標(biāo)識(shí)類(lèi)、對(duì)象和操作 1.8 快速總結(jié) 1.9 練習(xí)題 1.10 編程練習(xí)第2章 繼承和異常處理 2.1 繼承 2.2 抽象方法和抽象類(lèi) 2.3 聚合 2.4 異常處理 2.5 編程示例：成績(jī)報(bào)告單 2.6 快速總結(jié) 2.7 練習(xí)題 2.8 編程練習(xí)第3章 基于數(shù)組的表 3.1 表元素的類(lèi)型 3.2 類(lèi)ArrayListClass 3.3 無(wú)序表 3.4 類(lèi)Vector 3.5 編程示例：多項(xiàng)式的運(yùn)算 3.6 快速回顧 3.7 練習(xí)題 3.8 編程練習(xí)第4章 鏈表 4.1 鏈表 4.2 鏈表元素的插入和刪除 4.3 構(gòu)建鏈表 4.4 ADT鏈表 4.5 無(wú)序鏈表 4.6 有序鏈表 4.7 雙向鏈表 4.8 帶有頭節(jié)點(diǎn)和尾節(jié)點(diǎn)的鏈表 4.9 循環(huán)鏈表 4.10 編程示例：音像店 4.11 快速回顧 4.12 練習(xí)題 4.13 編程練習(xí)第5章 遞歸 5.1 遞歸的定義 5.2 使用遞歸法解決問(wèn)題 5.3 編程示例：將十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù) 5.4 編程示例：Sierpinski gasket 5.5 使用遞歸還是迭代 5.6 遞歸和回溯：8-皇后問(wèn)題 5.7 快速回顧 5.8 練習(xí)題 5.9 編程練習(xí)第6章 堆棧 6.1 堆棧 6.2 StackException類(lèi) 6.3 使用數(shù)組實(shí)現(xiàn)堆棧 6.4 編程示例：求最高GPA 6.5 把堆棧實(shí)現(xiàn)為鏈表 6.6 由類(lèi)LinkedListClass派生而來(lái)的堆棧 6.7 堆棧的應(yīng)用：后綴表達(dá)式計(jì)算器 6.8 后綴表達(dá)式計(jì)算器：圖形用戶(hù)界面(GUI) 6.9 消除遞歸：反向打印鏈表的非遞歸算法 6.10 類(lèi)Stack 6.11 快速回顧 6.12 練習(xí)題 6.13 編程練習(xí)第7章 隊(duì)列 7.1 隊(duì)列 7.2 隊(duì)列的異常類(lèi) 7.3 隊(duì)列的數(shù)組實(shí)現(xiàn) 7.4 隊(duì)列的鏈表實(shí)現(xiàn) 7.5 從類(lèi)LinkedListClass派生而來(lái)的隊(duì)列 7.6 優(yōu)先隊(duì)列 7.7 隊(duì)列的應(yīng)用：模擬 7.8 快速回顧 7.9 練習(xí)題 7.10 編程練習(xí)第8章 搜索算法 8.1 搜索算法 8.2 基于比較的搜索算法的下限 8.3 散列算法 8.4 快速回顧 8.5 練習(xí)題 8.6 編程練習(xí)第9章 排序算法 9.1 排序算法 9.2 選擇排序: 基于數(shù)組的表 9.3 插入排序: 基于數(shù)組的表 9.4 插入排序: 基于鏈表的表 9.5 基于比較的排序算法的下限 9.6 快速排序：基于數(shù)組的表 9.7 歸并排序: 基于鏈表的表 9.8 堆排序: 基于數(shù)組的表 9.9 再論優(yōu)先級(jí)隊(duì)列 9.10 編程示例：選舉結(jié)果 9.11 快速回顧 9.12 練習(xí)題 9.13 編程練習(xí)第10章 二叉樹(shù) 10.1 二叉樹(shù) 10.2 二叉樹(shù)的遍歷 10.3 二叉搜索樹(shù) 10.4 二叉搜索樹(shù)分析 10.5 二叉樹(shù)的非遞歸遍歷算法 10.6 AVL(平衡)樹(shù) 10.7 編程示例：音像店 10.8 快速回顧 10.9 練習(xí)題 10.10 編程練習(xí)第11章 圖 11.1 圖的簡(jiǎn)史 11.2 圖的定義和符號(hào) 11.3 圖的表示方法 11.4 圖的操作 11.5 圖的ADT定義 11.6 圖的遍歷 11.7 最短路徑算法 11.8 最小生成樹(shù) 11.9 拓?fù)渑判?11.10 快速回顧 11.11 練習(xí)題 11.12 編程練習(xí)附錄A 保留字附錄B 運(yùn)算符優(yōu)先級(jí)附錄C 字符集附錄D 包和用戶(hù)定義的類(lèi)附錄E Java類(lèi)附錄F 針對(duì)C++程序員的JAVA介紹附錄G 參考文獻(xiàn)附錄H 部分習(xí)題答案

章節(jié)摘錄

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