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第1章　算法与程序1

1.1　算法的基本概念1

1.1.1　什么是算法1

目录1

1.1.2　算法的基本特性2

1.2　算法的表示3

1.2.1 自然语言表示3

1.2.2　流程图表示3

1.2.3　N-S图表示4

1.2.4　伪代码表示4

1.2.5　程序语言表示5

1.3.1　评价算法的标准6

1.3　算法的设计与评价6

1.3.2　算法的环路复杂度7

1.3.3　算法的时空效率8

1.3.4　常见的算法设计方法11

1.4　算法与程序14

1.4.1　程序的基本概念14

1.4.2　问题求解与实现策略15

1.4.3　程序调试与查错策略16

1.4.4　程序设计方法概述18

习题22

2.1.1　数据、数据元素与数据类型23

第2章　常用数据结构23

2.1 数据类型与数据结构23

2.1.2　数据结构的基本概念25

2.1.3　抽象数据类型27

2.2　数组29

2.2.1　数组及其运算29

2.2.2　数组的顺序存储结构30

2.2.3　特殊矩阵的压缩存储32

2.3 串34

2.3.1 串的基本概念35

2.3.2 串的定长顺序存储及运算实现36

2.3.3　模式匹配40

2.3.4 串的堆式动态存储及运算实现44

2.3.5　汉字串47

习题50

上机实验题52

第3章　简单数据结构53

3.1　顺序表53

3.1.1　线性表的基本概念53

3.1.2　线性表的顺序存储结构——顺序表54

3.1.3　顺序表上的基本运算55

3.2.1　线性表的链式存储结构 链表59

3.2　链表59

3.2.2　单链表上的基本运算61

3.2.3　循环链表和双向链表66

3.2.4 线性表应用举例——一元多项式相加问题68

3.3　栈70

3.3.1　栈的概念及运算70

3.3.2　顺序栈及运算实现71

3.3.3　链栈及运算实现74

3.3.4 栈的应用举例——递归的实现75

3.4.1　队列的概念及其运算78

3.4　队列78

3.4.2　顺序队列及运算实现79

3.4.3　链队列及运算实现82

3.4.4　队列的应用举例——I/O缓冲区管理及其他84

3.5　广义表86

3.5.1　广义表的概念86

3.5.2　广义表的存储结构及运算实现87

3.5.3　广义表的应用举例——m元多项式的表示89

习题91

上机实验题94

4.1　树的基本概念95

4.1.1　树的定义及表示95

第4章　树与二叉树95

4.1.2　树的常用术语及运算96

4.2　二叉树98

4.2.1　二叉树的概念98

4.2.2　二叉树的性质99

4.2.3　二叉树的存储结构101

4.2.4　二叉树的简单运算实现103

4.3　二叉树的遍历104

4.3.1　遍历二叉树的递归算法104

4.3.2　遍历二叉树的非递归算法106

4.3.3　遍历序列与二叉树的复原110

4.3.4　基于遍历的几种二叉树运算的实现和应用举例112

4.4　线索二叉树114

4.4.1　线索二叉树的概念114

4.4.2　线索二叉树的构造算法115

4.4.3　线索二叉树上的运算实现116

4.5　树和森林118

4.5.1　树和森林的存储结构118

4.5.2　树和森林与二叉树之间的转换120

4.5.3　树和森林的遍历122

4.5.4　树的应用举例——判定树123

4.6　哈夫曼树124

4.6.1 哈夫曼树的概念及其构造算法124

4.6.2　哈夫曼树的应用——哈夫曼编码126

习题128

上机实验题131

第5章 图与网132

5.1 图与网的基本概念132

5.1.1 图与网的定义132

5.1.2　图的相关术语133

5.2　图与网的存储结构135

5.2.1　邻接矩阵135

5.2.2　邻接表与逆邻接表136

5.2.3　邻接多重表138

5.3 图的遍历139

5.3.1　深度优先搜索遍历140

5.3.2　广度优先搜索遍历141

5.3.3 图的遍历应用举例 图的连通性与生成树142

5.4　无向连通网的最小生成树144

5.4.1　最小生成树的概念144

5.4.2　Prim算法144

5.4.3　Kruskal算法147

5.5　有向网的最短路径148

5.5.1　单源最短路径148

5.5.2　所有顶点对之间的最短路径150

5.6.1 有向无环图的概念152

5.6　有向无环图及其应用152

5.6.2 AOV网与拓扑排序153

5.6.3 AOE网与关键路径158

习题163

上机实验题165

第6章　数据结构的程序实现166

6.1　基本的实现策略166

6.1.1 简单数据结构的程序实现166

6.1.4　数据结构的数组实现167

6.2　动态结构的静态实现167

6.1.3　数据结构的链式实现167

6.1.2　构造型数据结构的程序实现167

6.2.1　静态链表168

6.2.2　二叉树的静态二叉链表表示法169

6.2.3　树和森林的双亲表示法169

6.2.4 哈夫曼算法的静态实现170

6.3　大批量数据的组织策略174

6.3.1　文件的组织175

6.3.2　数据库技术181

6.4　数据结构在问题建模中的应用184

6.4.1　Josephus问题184

6.4.2　教务管理与二分图187

6.4.3　学籍管理系统中的数据组织190

上机实验题195

习题195

第7章　检索及基本算法196

7.1　检索的概念196

7.2　线性表的检索198

7.2.1　顺序检索198

7.2.2　二分法检索199

7.2.3　黄金分割点检索202

7.2.4　精算点检索204

7.2.5　分块检索206

7.3　树表的检索208

7.3.1　二叉检索树208

7.3.2　二叉检索树的平衡性调整215

7.3.3　B树和B？树219

7.4 哈希检索221

7.4.1　哈希检索与哈希表222

7.4.2　哈希函数的构造方法222

7.4.3　地址冲突的消解策略225

7.4.4 哈希表的检索算法及性能分析226

习题228

上机实验题231

第8章　排序及基本算法232

8.1　排序的基本概念232

8.2　插入排序233

8.2.1　直接插入排序234

8.2.2　希尔排序235

8.2.3　其他插入排序简介238

8.3 交换排序241

8.3.1 冒泡排序241

8.3.2　快速排序243

8.4　选择排序246

8.4.1　直接选择排序246

8.4.2　树形选择排序247

8.4.3　堆排序248

8.5 归并排序252

8.5.1　归并相邻两个有序序列253

8.5.2　二路归并排序的递归算法253

8.5.3　二路归并排序的非递归算法254

8.6　基数排序255

8.6.1　多关键字排序255

8.6.2　链式基数排序256

8.7　各种内部排序方法的比较和选择259

8.8　外部排序简介261

习题263

上机实验题265

参考文献266