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第1章 绪论1

1.1什么是数据结构2

1.1.1数据结构的定义2

1.1.2逻辑结构3

1.1.3存储结构6

1.1.4数据运算8

1.1.5数据类型和抽象数据类型9

1.2算法及其描述14

1.2.1什么是算法14

1.2.2算法设计的目标15

1.2.3算法描述16

1.3算法分析18

1.3.1算法分析概述18

1.3.2算法时间性能分析18

1.3.3算法空间性能分析22

1.4数据结构＋算法＝程序24

1.4.1程序和数据结构24

1.4.2算法和程序24

1.4.3算法和数据结构24

1.4.4数据结构的发展25

本章小结26

练习题1 26

上机实验题128

验证性实验28

设计性实验29

第2章线性表30

2.1线性表及其逻辑结构31

2.1.1线性表的定义31

2.1.2线性表的抽象数据类型描述31

2.2线性表的顺序存储结构33

2.2.1线性表的顺序存储结构——顺序表33

2.2.2顺序表基本运算的实现35

2.3线性表的链式存储结构43

2.3.1线性表的链式存储结构——链表43

2.3.2单链表45

2.3.3双链表54

2.3.4循环链表59

2.4线性表的应用61

2.5有序表65

2.5.1有序表的抽象数据类型描述65

2.5.2有序表的存储结构及其基本运算算法66

2.5.3有序表的归并算法66

2.5.4有序表的应用69

本章小结70

练习题271

上机实验题274

验证性实验74

设计性实验76

综合性实验76

第3章 栈和队列78

3.1栈79

3.1.1栈的定义79

3.1.2栈的顺序存储结构及其基本运算的实现80

3.1.3栈的链式存储结构及其基本运算的实现83

3.1.4栈的应用87

3.2队列97

3.2.1队列的定义97

3.2.2队列的顺序存储结构及其基本运算的实现98

3.2.3队列的链式存储结构及其基本运算的实现103

3.2.4队列的应用举例108

3.2.5双端队列113

本章小结115

练习题3115

上机实验题3117

验证性实验117

设计性实验119

综合性实验119

第4章串121

4.1串的基本概念122

4.2串的存储结构122

4.2.1串的顺序存储结构——顺序串123

4.2.2串的链式存储结构——链串128

4.3串的模式匹配134

4.3.1 Brute-Force算法134

4.3.2 KMP算法136

本章小结143

练习题4143

上机实验题4144

验证性实验144

设计性实验145

综合性实验145

第5章 递归146

5.1什么是递归147

5.1.1递归的定义147

5.1.2何时使用递归148

5.1.3递归模型149

5.1.4递归与数学归纳法152

5.2栈和递归152

5.2.1函数调用栈152

5.2.2递归调用的实现153

5.2.3递归到非递归的转换155

5.3递归算法的设计156

5.3.1递归算法设计的步骤156

5.3.2基于递归数据结构的递归算法设计158

5.3.3基于递归求解方法的递归算法设计159

本章小结161

练习题5162

上机实验题5162

验证性实验162

设计性实验163

综合性实验163

第6章 数组和广义表164

6.1数组165

6.1.1数组的基本概念165

6.1.2数组的存储结构166

6.1.3特殊矩阵的压缩存储168

6.2稀疏矩阵171

6.2.1稀疏矩阵的三元组表示172

6.2.2稀疏矩阵的十字链表表示175

6.3广义表177

6.3.1广义表的定义177

6.3.2广义表的存储结构179

6.3.3广义表的运算180

本章小结185

练习题6186

上机实验题6186

验证性实验186

设计性实验187

综合性实验187

第7章 树和二叉树189

7.1树的基本概念190

7.1.1树的定义190

7.1.2树的逻辑表示方法190

7.1.3树的基本术语191

7.1.4树的性质192

7.1.5树的基本运算194

7.1.6树的存储结构195

7.2二叉树的概念和性质198

7.2.1二叉树的定义198

7.2.2二叉树的性质199

7.2.3二叉树与树、森林之间的转换200

7.3二叉树的存储结构203

7.3.1二叉树的顺序存储结构204

7.3.2二叉树的链式存储结构205

7.4二叉树的基本运算及其实现206

7.4.1二叉树的基本运算概述206

7.4.2二叉树的基本运算算法实现207

7.5二叉树的遍历211

7.5.1二叉树遍历的概念211

7.5.2先序、中序和后序遍历递归算法212

7.5.3先序、中序和后序遍历非递归算法218

7.5.4层次遍历算法226

7.6二叉树的构造228

7.7线索二叉树233

7.7.1线索二叉树的概念233

7.7.2线索化二叉树233

7.7.3遍历线索化二叉树236

7.8哈夫曼树237

7.8.1哈夫曼树概述237

7.8.2哈夫曼树的构造算法238

7.8.3哈夫曼编码239

7.9用并查集求解等价问题241

7.9.1什么叫并查集241

7.9.2并查集的算法实现243

本章小结245

练习题7245

上机实验题7247

验证性实验247

设计性实验248

综合性实验249

第8章 图252

8.1图的基本概念253

8.1.1图的定义253

8.1.2图的基本术语254

8.2图的存储结构和基本运算算法256

8.2.1邻接矩阵存储方法256

8.2.2邻接表存储方法258

8.2.3图基本运算算法设计260

8.2.4其他存储方法262

8.3图的遍历264

8.3.1图的遍历的概念264

8.3.2深度优先遍历265

8.3.3广度优先遍历266

8.3.4非连通图的遍历267

8.3.5图遍历算法的应用269

8.4生成树和最小生成树279

8.4.1生成树的概念279

8.4.2无向图的连通分量和生成树280

8.4.3普里姆算法281

8.4.4克鲁斯卡尔算法285

8.5最短路径290

8.5.1路径的概念290

8.5.2从一个顶点到其余各顶点的最短路径290

8.5.3每对顶点之间的最短路径296

8.6拓扑排序301

8.7 AOE网与关键路径303

8.7.1相关概念303

8.7.2求AOE网的关键活动306

本章小结307

练习题8308

上机实验题8310

验证性实验310

设计性实验311

综合性实验313

第9章 查找314

9.1查找的基本概念315

9.2线性表的查找316

9.2.1顺序查找316

9.2.2折半查找317

9.2.3索引存储结构和分块查找321

9.3树表的查找324

9.3.1二叉排序树324

9.3.2平衡二叉树333

9.3.3 B_树339

9.3.4 B＋树345

9.4哈希表的查找346

9.4.1哈希表的基本概念346

9.4.2哈希函数的构造方法348

9.4.3哈希冲突的解决方法350

9.4.4哈希表的运算算法352

本章小结360

练习题9360

上机实验题9362

验证性实验362

设计性实验363

综合性实验364

第10章内排序365

10.1排序的基本概念366

10.2插入排序368

10.2.1直接插入排序368

10.2.2折半插入排序370

10.2.3希尔排序371

10.3交换排序374

10.3.1冒泡排序374

10.3.2快速排序376

10.4选择排序380

10.4.1简单选择排序380

10.4.2堆排序382

10.5归并排序386

10.6基数排序389

10.7各种内排序方法的比较和选择392

本章小结394

练习题10394

上机实验题10396

验证性实验396

设计性实验397

综合性实验397

第11章 外排序399

11.1外排序概述400

11.2磁盘排序400

11.2.1磁盘排序概述400

11.2.2生成初始归并段402

11.2.3多路平衡归并404

11.2.4最佳归并树407

11.3磁带排序409

11.3.1多路平衡归并排序409

11.3.2多阶段归并排序411

本章小结412

练习题11412

上机实验题11413

验证性实验413

设计性实验413

第12章 文件414

12.1文件的基本概念415

12.1.1什么是文件415

12.1.2文件的逻辑结构及操作415

12.1.3文件的存储结构416

12.2顺序文件416

12.3索引文件417

12.3.1 ISAM文件418

12.3.2 VSAM文件421

12.4哈希文件422

12.5多关键字文件423

12.5.1多重表文件423

12.5.2倒排文件424

本章小结425

练习题12425

上机实验题12425

验证性实验425

设计性实验426

第13章 采用面向对象的方法描述算法427

13.1面向对象的概念428

13.2用C＋＋描述面向对象的程序429

13.2.1类429

13.2.2类对象432

13.2.3构造函数和析构函数433

13.2.4模板类436

13.3用C＋＋描述数据结构算法438

13.3.1顺序表类模板439

13.3.2链栈类模板441

13.4使用STL设计数据结构算法443

附录A实验报告格式450

一、设计人员相关信息450

二、程序设计相关信息450

三、实验提交内容450

附录B引用型参数和指针引用型参数的说明451

附录C算法索引453

附录D名词索引457

附录E全国计算机专业数据结构2016年联考大纲461

参考文献463