數(shù)據(jù)結構

前言

　　21世紀是知識經(jīng)濟的時代，是人才競爭的時代。隨著21世紀的到來，人類已步人信息社會，信息產(chǎn)業(yè)正成為全球經(jīng)濟的主導產(chǎn)業(yè)。計算機科學與技術在信息產(chǎn)業(yè)中占據(jù)了最重要的地位，這就對培養(yǎng)21世紀高素質(zhì)創(chuàng)新型計算機專業(yè)人才提出了迫切的要求?！　榱伺囵B(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新型人才，必須建立高水平的教學計劃和課程體系。在20多年跟蹤分析ACM和IEEE計算機課程體系的基礎上，緊跟計算機科學與技術的發(fā)展潮流，及時制定并修正教學計劃和課程體系是尤其重要的。計算機科學與技術的發(fā)展對高水平人才的要求，需要我們從總體上優(yōu)化課程結構，精煉教學內(nèi)容，拓寬專業(yè)基礎，加強教學實踐，特別注重綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，形成“基礎課程精深，專業(yè)課程寬新”的格局?！　榱诉m應計算機科學與技術學科發(fā)展和計算機教學計劃的需要，要采取多種措施鼓勵長期從事計算機教學和科技前沿研究的專家教授積極參與計算機專業(yè)教材的編著和更新，在教材中及時反映學科前沿的研究成果與發(fā)展趨勢，以高水平的科研促進教材建設。同時適當引進國外先進的原版教材?！　榱颂岣呓虒W質(zhì)量，需要不斷改革教學方法與手段，倡導因材施教，強調(diào)知識的總結、梳理、推演和挖掘，通過加快教案的不斷更新，使學生掌握教材中未及時反映的學科發(fā)展新動向，進一步拓寬視野。教學與科研相結合是培養(yǎng)學生實踐能力的有效途徑。高水平的科研可以為教學提供最先進的高新技術平臺和創(chuàng)造性的工作環(huán)境，使學生得以接觸最先進的計算機理論、技術和環(huán)境。高水平的科研還可以為高水平人才的素質(zhì)教育提供良好的物質(zhì)基礎。學生在課題研究中不但能了解科學研究的艱辛和科研工作者的奉獻精神，而且能熏陶和培養(yǎng)良好的科研作風，鍛煉和培養(yǎng)攻關能力和協(xié)作精神?！　∵M入21世紀，我國高等教育進入了前所未有的大發(fā)展時期，時代的進步與發(fā)展對高等教育質(zhì)量提出了更高、更新的要求。2001年8月，教育部頒發(fā)了《關于加強高等學校本科教學工作，提高教學質(zhì)量的若干意見》。文件指出，本科教育是高等教育的主體和基礎，抓好本科教學是提高整個高等教育質(zhì)量的重點和關鍵。隨著高等教育的普及和高等學校的擴招，在校大學本科計算機專業(yè)學生的人數(shù)將大量上升，對適合21世紀大學本科計算機科學與技術學科課程體系要求的，并且適合中國學生學習的計算機專業(yè)教材的需求量也將急劇增加。為此，中國計算機學會和清華大學出版社共同規(guī)劃了面向全國高等院校計算機專業(yè)本科生的“21世紀大學本科計算機專業(yè)系列教材”。本系列教材借鑒美國ACM和IEEE最新制定的COmputing Currcula 2005（簡稱CC2005）課程體系，反映當代計算機科學與技術學科水平和計算機科學技術的新發(fā)展、新技術，并且結合中國計算機教育改革成果和中國國情。

內(nèi)容概要

　本書以ACM和IEEE/CS Computing Curricula 2005課程體系以及教育部計算機科學與技術教學指導委員會發(fā)布的　“高等學校計算機科學與技術本科專業(yè)規(guī)范”中制定的關于數(shù)據(jù)結構和算法設計與分析的知識結構和體系為依據(jù)，以基本數(shù)據(jù)結構和抽象數(shù)據(jù)類型為知識單元而編寫。本書一個明顯的特色是在STL（Standard Template Library）框架下描述數(shù)據(jù)結構的設計思想和實現(xiàn)方法，使讀者循序漸進地理解數(shù)據(jù)抽象，面向?qū)ο笤O計方法和泛型算法設計三位一體的面向高層次的現(xiàn)代化軟件設計風格。全書共分16章，涵蓋 CC2005 課程體系中有關算法與數(shù)據(jù)結構、知識結構和體系的重要內(nèi)容，包括算法與數(shù)據(jù)結構引論、向量、雙端隊列、表、棧和隊列、排序與選擇、樹、二叉搜索樹、平衡搜索樹、集合、映射、堆與優(yōu)先隊列、散列、并查集、圖與相關算法。　　全書采用面向?qū)ο蟮腃++語言作為描述語言，以STL的設計理念為描述和實現(xiàn)框架，內(nèi)容豐富，敘述簡明，理論與實踐并重，每章設計有應用舉例、數(shù)據(jù)結構與算法實驗題，并為任課教師免費提供電子課件和課程實驗用數(shù)據(jù)。　　本書可作為高等學校計算機、電子信息、信息與計算科學、信息管理與信息系統(tǒng)等專業(yè)數(shù)據(jù)結構課程教材，也適合工程技術人員和自學者學習參考。

作者簡介

王曉東教授，福建省計算機學會理事長。研究領域是算法設計與算法評價，基于計算機網(wǎng)絡和信息安全的大規(guī)模問題求解算法與數(shù)據(jù)結構，信息可視化技術，幾何計算，并行和分布式算法設計，計算復雜性理論。主持國家自然科學基金項目、國家優(yōu)秀留學回國人員基金項目、福建省杰出人

書籍目錄

第1章 算法與數(shù)據(jù)結構引論　1.1 算法及其復雜性的概念　1.2 數(shù)據(jù)結構與抽象數(shù)據(jù)類型　1.3 用C++描述數(shù)據(jù)結構與算法　1.4 遞歸　1.5 標準模板庫STL與泛型算法　1.6 應用舉例　習題1　數(shù)據(jù)結構與算法實驗1第2章 向量　2.1 向量的基本概念　2.2 抽象數(shù)據(jù)類型向量　2.3 向量的迭代器　2.4 向量的實現(xiàn)方法　2.5 矩陣與多維向量　2.6 高精度整數(shù)　2.7 應用舉例　習題2　數(shù)據(jù)結構與算法實驗2第3章 雙端隊列　3.1 雙端隊列的基本概念　3.2 抽象數(shù)據(jù)類型雙端隊列　3.3 雙端隊列的實現(xiàn)方法　3.4 雙端隊列的迭代器　3.5 應用舉例　習題3　數(shù)據(jù)結構與算法實驗3第4章 線性表　4.1 表的基本概念　4.2 用數(shù)組實現(xiàn)表　4.3 用指針實現(xiàn)表　……第5章 棧第6章 隊列第7章 排序與選擇第8章 樹第9章 二叉搜索樹第10章 平衡搜索樹第11章 集合第12章 映射第13章 散列第14章 堆與優(yōu)先隊列第15章 并查集第16章 圖參考文獻

章節(jié)摘錄

　　第1章　算法與數(shù)據(jù)結構引論　　1.1　算法及其復雜性的概念　　1.1.1　算法與程序　　對于計算機科學來說，算法（algorithm）的概念至關重要。例如在大型軟件系統(tǒng)的開發(fā)中，設計出有效的算法將起決定性的作用?！　∷惴ㄊ怯扇舾蓷l指令組成的有窮序列，且滿足下述幾條性質(zhì)。　?。?）輸入：有若干個由外部提供的量作為算法的輸入。　?。?）輸出：算法產(chǎn)生至少一個量作為輸出?！　。?）確定性：組成算法的每條指令是清晰，無歧義的?！　。?）有限性：算法中每條指令的執(zhí)行次數(shù)有限，執(zhí)行每條指令的時間也是有限的。　　程序（program）是算法用某種程序設計語言的具體實現(xiàn)。程序可以不滿足算法的性質(zhì)（4）。例如操作系統(tǒng)，它是一個在無限循環(huán)中執(zhí)行的程序，因而不是一個算法。然而可把操作系統(tǒng)的各種任務看成是一些單獨的問題，每一個問題由操作系統(tǒng)中的一個子程序通過特定的算法來實現(xiàn)。該子程序得到輸出結果后便終止?！　?.1.2　算法復雜性的概念　　一個算法的復雜性的高低體現(xiàn)在運行該算法需要多少計算機資源。所需要的資源越多，算法的復雜性越高。所需要的資源越少，算法的復雜性就越低。最重要的計算機的資源是時間和空間資源。

編輯推薦

　　《數(shù)據(jù)結構(STL框架)》是國家精品課程配套教材，根據(jù)教育部“高等學校計算機科學與技術專業(yè)規(guī)范”組織編寫，與美國ACM和IEEE Computing Curricula 2005同步?！　　稊?shù)據(jù)結構(STL框架)》特色　　本教材以ACM和IEEE Comututing Curricula 2005課程體系以及教育部高等學校汁算機科學與技術教學指導委員會制定的“高等學校計算機科學與技術本科專業(yè)規(guī)范”中關于算法與數(shù)據(jù)結構的知識結構和體系為依據(jù)編寫，具有如下特色：　　按照算法與數(shù)據(jù)結構的知識結構和體系為主要內(nèi)容，采用面向?qū)ο蟮腃++語言作為描述語言，以STL的設計理念為描述和實現(xiàn)框架組織編寫。為計算學科的學生提供廣泛堅實的算法與數(shù)據(jù)結構的基礎知識?！　@計算學科常用的基本數(shù)據(jù)結構和基本算法組織教學內(nèi)容。在概念的編織上，貫穿學科中反復出現(xiàn)的12個基本概念。在內(nèi)容的組織上，體現(xiàn)計算學科的新概括，融會為學科形態(tài)的理論、抽象和設計三個過程。內(nèi)容豐富，敘述簡明，理論與實踐并重?！　≡赟TL（Standard Template Library）的框架下來描述數(shù)據(jù)結構的設計思想和實現(xiàn)方法，使讀者循序漸進地理解數(shù)據(jù)抽象，面向?qū)ο笤O計方法和泛型算法設計三位一體的面向高層次的現(xiàn)代化軟件設計風格?！　∮脧V度與深度兼顧、理論與實踐并重的教學策略，迅速培養(yǎng)學生的專業(yè)興趣.在具體知識點的學習中深入探究，逐步培養(yǎng)科學嚴密的計算思維和創(chuàng)新能力。在STL框架下描述數(shù)據(jù)結構的設計思想和實現(xiàn)方法，有利于培養(yǎng)學生的抽象思維能力和邏輯推理能力，以及對于具體數(shù)據(jù)結構的實現(xiàn)和應用能力?！　×曨}設計獨具特色。理論分析型的習題側重于算法與數(shù)據(jù)結構理論的掌握與擴展，應用實驗型的習題則側重數(shù)據(jù)結構的實現(xiàn)與具體應用?！　槿握n教師免費提供電子課件和課程實驗型習題測試數(shù)據(jù)和答案。

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