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第1章 数据结构与算法1

1.1引言1

1.1.1为什么要学习数据结构1

1.1.2数据结构课程的内容4

1.2数据结构的概念4

1.2.1基本概念和术语4

1.2.2抽象数据类型7

1.3数据结构的描述方法8

1.3.1数据结构的C语言描述8

1.3.2数据结构的C+++语言描述9

1.3.3数据结构的Java语言描述10

1.4算法11

1.4.1算法及其特征11

1.4.2算法的描述12

1.4.3算法的性能分析12

1.5典型例题15

1.6本章小结16

1.6.1知识点小结16

1.6.2扩展学习导读17

练习题17

实验题18

题目1比较算法复杂性描述函数的增长18

题目2矩阵连乘算法的时间和空间复杂度18

第2章 递归19

2.1引言19

2.1.1问题的提出19

2.1.2什么是递归19

2.2递归调用的实现原理20

2.2.1递归算法的构成20

2.2.2递归调用的内部过程21

2.2.3递归的正确性证明22

2.3递归转化为非递归22

2.3.1递归转化为递推22

2.3.2递归转化为回溯23

2.3.3手工模拟递归23

2.4典型例题24

2.5本章小结26

2.5.1知识点小结26

2.5.2扩展学习导读26

练习题27

实验题27

题目1全排列的递归实现27

题目2八皇后问题28

题目3比较递归与非递归算法的时空效率28

第3章 线性结构29

3.1引言29

3.1.1问题的提出29

3.1.2线性表的定义30

3.1.3线性表的基本运算30

3.2线性表的顺序存储与实现31

3.2.1顺序表31

3.2.2顺序表上基本运算的实现33

3.2.3顺序表应用举例36

3.3线性表的链式存储与实现38

3.3.1单链表38

3.3.2单链表上基本运算的实现40

3.3.3循环链表46

3.3.4双向链表47

3.3.5链表应用举例49

3.4顺序表和链表的比较52

3.5堆栈53

3.5.1堆栈的定义及基本运算53

3.5.2堆栈的存储及运算实现53

3.5.3堆栈的应用举例57

3.6队列66

3.6.1队列的定义及基本运算66

3.6.2队列的存储及运算实现67

3.6.3队列的应用举例73

3.7其他线性结构及扩展76

3.7.1字符串76

3.7.2数组81

3.7.3特殊矩阵83

3.7.4稀疏矩阵86

3.8典型例题90

3.9本章小结100

3.9.1知识点小结100

3.9.2扩展学习导读102

练习题103

实验题105

题目1 Josephus环问题105

题目2一元多项式运算106

题目3模拟停车场管理107

第4章 树结构109

4.1引言109

4.1.1问题提出109

4.1.2相关概念110

4.2二叉树113

4.2.1二叉树的基本运算113

4.2.2二叉树的主要性质114

4.2.3二叉树的存储115

4.2.4二叉树基本运算的实现118

4.3二叉树的遍历120

4.3.1递归方法实现二叉树遍历120

4.3.2非递归方法实现二叉树的三种遍历122

4.3.3按层次遍历二叉树125

4.4二叉树遍历的应用126

4.4.1构造二叉树的二叉链表存储126

4.4.2在二叉树中查找值为x的数据元素127

4.4.3统计给定二叉树中叶子结点的数目127

4.4.4表达式运算128

4.4.5由遍历序列恢复二叉树128

4.5线索二叉树130

4.5.1线索二叉树的定义及其结构130

4.5.2线索二叉树的创建132

4.5.3线索二叉树的遍历133

4.6最优二叉树136

4.6.1最优二叉树的概念136

4.6.2最优二叉树的构造138

4.6.3最优二叉树的应用——哈夫曼编码140

4.7树143

4.7.1树的基本操作143

4.7.2树的表示143

4.7.3树的存储144

4.7.4树和森林与二叉树之间的转换148

4.7.5树或森林的遍历150

4.7.6树的应用151

4.8典型例题152

4.9本章小结163

4.9.1知识点小结163

4.9.2扩展学习导读165

练习题166

实验题168

题目 哈夫曼编码/译码器168

第5章 图结构170

5.1引言170

5.1.1问题的提出170

5.1.2相关概念171

5.1.3图的基本操作173

5.2图的存储174

5.2.1邻接矩阵174

5.2.2邻接表176

5.3图的遍历179

5.3.1深度优先搜索179

5.3.2广度优先搜索181

5.3.3遍历图的简单应用183

5.4生成树和最小生成树184

5.4.1生成树和生成森林184

5.4.2最小生成树185

5.4.3构造最小生成树的Pri n算法186

5.4.4构造最小生成树的Kruskal算法189

5.5最短路径191

5.5.1单源点最短路径——Dijkstra算法192

5.5.2每一对顶点之间的最短路径195

5.6拓扑排序与关键路径196

5.6.1有向无环图的概念196

5.6.2 AOV网与拓扑排序197

5.6.3 AOE网与关键路径200

5.7典型例题205

5.8本章小结215

5.8.1知识点小结215

5.8.2扩展学习导读217

练习题218

实验题219

题目 校园导游程序219

第6章 查找技术221

6.1引言221

6.1.1问题提出221

6.1.2相关概念221

6.2线性表查找222

6.2.1顺序查找223

6.2.2顺序存储的有序表查找224

6.3树结构查找227

6.3.1二叉排序树227

6.3.2平衡二叉树234

6.4散列表查找240

6.4.1基本概念240

6.4.2散列函数的构造方法241

6.4.3处理冲突的方法243

6.4.4散列表的性能分析246

6.5查找方法的比较247

6.6典型例题247

6.7本章小结251

6.7.1知识点小结251

6.7.2扩展学习导读252

练习题253

实验题254

题目1职工信息检索系统254

题目2个人图书管理系统255

第7章 排序技术256

7.1引言256

7.1.1问题的提出256

7.1.2相关概念256

7.2插入排序258

7.2.1直接插入排序258

7.2.2折半插入排序259

7.2.3希尔排序260

7.3交换排序261

7.3.1冒泡排序262

7.3.2快速排序263

7.4选择排序265

7.4.1简单选择排序265

7.4.2树结构选择排序266

7.4.3堆排序267

7.5归并排序270

7.6基数排序273

7.6.1多关键码排序273

7.6.2链式基数排序273

7.7排序方法比较275

7.7.1性能比较275

7.7.2不同排序方法的适用情况276

7.8典型例题276

7.9本章小结278

7.9.1知识点小结278

7.9.2扩展学习导读280

练习题280

实验题281

题目 各种内部排序的性能比较281

第8章 扩展应用举例283

8.1求最大子段和283

8.1.1问题描述283

8.1.2问题分析与解决283

8.2表达式树的构造287

8.2.1问题描述287

8.2.2问题分析与解决287

8.3由等价关系求划分290

8.3.1问题描述290

8.3.2问题分析与解决290

8.4本章小结293

8.4.1知识点小结293

8.4.2扩展学习导读293

练习题294

实验题294

题目1模拟银行排队办理业务294

题目2 0-1背包问题295

附录296

附录A实验要求296

附录B模拟试卷298

模拟试卷一（本科水平）298

模拟试卷二（本科水平）300

模拟试卷三（研究生入学考试水平）302

模拟试卷四（研究生入学考试水平）304

附录C 2012年全国硕士研究生入学统一考试计算机科学与技术学科联考试卷（“数据结构”部分）306

参考文献312