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项目一 数据结构导论1

任务一 了解数据结构的基本知识1

一、基本术语2

二、数据的逻辑结构3

三、数据的存储结构3

四、数据类型4

任务二 了解算法的基本知识6

一、算法的概念6

二、算法的特性6

三、算法的描述方法6

四、算法设计的要求8

五、算法性能分析9

六、类C语言简介10

实训1-1 将百分制成绩转换成五级分制成绩10

实训1-2 求一组数中的最大数和最小数13

项目小结14

习题与上机操作14

项目二 线性表16

任务一 了解线性表的定义和基本操作16

一、线性表的定义16

二、线性表的基本操作17

任务二 掌握顺序表的结构特点与基本操作18

一、顺序表的结构特点18

二、顺序表的基本操作19

任务三 掌握链表的结构特点与基本操作23

一、单链表的结构特点23

二、单链表的基本操作25

三、静态链表及其基本操作31

四、循环链表及其基本操作33

五、双向链表及其基本操作34

实训2-1 学生成绩统计37

实训2-2 求两个集合的交集41

实训2-3 约瑟夫环问题44

实训2-4 一元多项式运算46

项目小结52

习题与上机操作52

项目三 栈和队列55

任务一 了解栈的定义、基本操作和存储结构55

一、栈的定义及其基本操作55

二、栈的顺序存储结构56

三、栈的链式存储结构60

四、栈在递归中的应用64

任务二 掌握队列的定义、基本操作和存储结构65

一、队列的定义及其基本操作65

二、队列的顺序存储结构66

三、队列的链式存储结构69

实训3-1 算术表达式求值71

实训3-2 汉诺塔问题78

实训3-3 迷宫求解80

实训3-4 打印杨辉三角85

项目小结89

习题与上机操作89

项目四 串和数组92

任务一 了解串的定义、基本操作和存储结构92

一、串的定义及其基本操作92

二、定长顺序存储结构94

三、堆存储结构100

四、块链存储结构104

任务二 掌握数组的定义、基本操作和存储结构105

一、数组的定义及其基本操作105

二、数组的顺序存储结构106

任务三 掌握特殊矩阵和稀疏矩阵的压缩存储方法107

一、特殊矩阵的压缩存储108

二、稀疏矩阵的压缩存储110

任务四 了解广义表的定义和存储结构112

一、广义表的定义112

二、广义表的存储结构113

实训4-1 串的查找与替换114

实训4-2 串的模式匹配116

实训4-3 稀疏矩阵的转置121

实训4-4 稀疏矩阵相加125

项目小结132

习题与上机操作132

项目五 树与二叉树134

任务一 了解树的定义和基本操作134

一、树的定义和表示方法134

二、树的基本术语135

三、树的基本操作136

任务二 掌握二叉树的特点和常用操作137

一、二叉树的定义137

二、二叉树的基本操作138

三、二叉树的性质138

四、二叉树的存储结构140

五、遍历二叉树的方法143

六、线索二叉树的定义和基本操作147

任务三 掌握树和森林的存储结构与相关操作151

一、树的存储结构151

二、树、森林和二叉树的转换154

三、树和森林的遍历157

任务四 了解哈夫曼树的定义、构造方法及其应用157

一、哈夫曼树的定义157

二、哈夫曼树的构造158

三、哈夫曼树编码159

实训5-1 创建一棵二叉树并求它的高度160

实训5-2 判断二叉树是否为完全二叉树163

实训5-3 构造哈夫曼编码166

实训5-4 8枚硬币的真假判定问题171

项目小结175

习题与上机操作175

项目六 图178

任务一 了解图的定义、基本术语和基本操作178

一、图的定义178

二、图的基本术语179

三、图的基本操作181

任务二 掌握图的存储结构182

一、邻接矩阵表示法182

二、邻接表表示法184

三、十字链表表示法186

四、邻接多重表表示法188

任务三 掌握图的遍历方法190

一、深度优先遍历190

二、广度优先遍历191

任务四 了解图的相关应用192

一、生成树和最小生成树192

二、最短路径196

三、拓扑排序199

四、关键路径203

实训6-1 图的建立与遍历207

实训6-2 拓扑排序211

实训6-3 公共汽车的换乘问题216

项目小结220

习题与上机操作220

项目七 查找223

任务一 了解查找的相关术语223

任务二 掌握静态查找方法224

一、顺序查找225

二、折半查找226

三、索引顺序查找230

任务三 掌握动态查找方法232

一、二叉排序树233

二、平衡二叉树241

任务四 掌握哈希查找方法252

一、哈希表的基本概念252

二、构造哈希函数的方法253

三、处理冲突的方法256

四、哈希表的查找及分析259

实训7-1 利用折半查找法查找学生成绩261

实训7-2 创建二叉排序树并查找264

实训7-3 利用哈希表查找员工信息267

项目小结270

习题与上机操作270

项目八 排序272

任务一 了解排序的相关概念272

任务二 掌握插入排序方法274

一、直接插入排序274

二、折半插入排序276

三、希尔排序277

任务三 掌握交换排序方法279

一、冒泡排序279

二、快速排序281

任务四 掌握选择排序方法284

一、直接选择排序284

二、树形选择排序285

三、堆排序287

任务五 掌握归并排序和基数排序方法292

一、归并排序292

二、基数排序294

实训8-1 利用直接插入排序方法排序学生成绩表299

实训8-2 利用冒泡排序方法排序学生成绩表302

实训8-3 利用直接选择排序方法排序学生成绩表304

实训8-4 利用堆排序方法排序学生成绩表305

项目小结308

习题与上机操作308

参考文献310