数据结构算法与应用 C++语言描述PDF电子书下载

第一部分 预备知识 1

第1章 C++程序设计 1

1．1 引言 1

1．2 函数与参数 2

1．2．1 传值参数 2

1．2．2 模板函数 3

1．2．3 引用参数 3

1．2．4 常量引用参数 4

1．2．5 返回值 4

1．2．6 递归函数 5

1．3 动态存储分配 9

1．3．1 操作符new 9

1．3．2 一维数组 9

1．3．3 异常处理 10

1．3．4 操作符delete 10

1．3．5 二维数组 10

1．4 类 13

1．4．1 类Currency 13

1．4．2 使用不同的描述方法 18

1．4．3 操作符重载 20

1．4．4 引发异常 22

1．4．5 友元和保护类成员 23

1．4．6 增加#ifndef，#define和#endif语句 24

1．5 测试与调试 24

1．5．1 什么是测试 24

1．5．2 设计测试数据 26

1．5．3 调试 28

1．6 参考及推荐读物 29

2．1 引言 30

第2章 程序性能 30

2．2 空间复杂性 31

2．2．1 空间复杂性的组成 31

2．2．2 举例 35

2．3 时间复杂性 37

2．3．1 时间复杂性的组成 37

2．3．2 操作计数 37

2．3．3 执行步数 44

2．4 渐进符号(Ο、Ω、θ、ο) 55

2．4．1 大写Ο符号 56

2．4．2 Ω符号 58

2．4．3 θ符号 59

2．4．4 小写ο符号 60

2．4．5 特性 60

2．4．6 复杂性分析举例 61

2．5 实际复杂性 66

2．6 性能测量 68

2．6．1 选择实例的大小 69

2．6．2 设计测试数据 69

2．6．3 进行实验 69

2．7 参考及推荐读物 74

第二部分 数据结构 75

第3章 数据描述 75

3．1 引言 75

3．2 线性表 76

3．3 公式化描述 77

3．3．1 基本概念 77

3．3．2 异常类NoMem 79

3．3．3 操作 79

3．3．4 评价 83

3．4．1 类ChainNode和Chain 86

3．4 链表描述 86

3．4．2 操作 88

3．4．3 扩充类Chain 91

3．4．4 链表遍历器类 92

3．4．5 循环链表 93

3．4．6 与公式化描述方法的比较 94

3．4．7 双向链表 95

3．4．8 小结 96

3．5 间接寻址 99

3．5．1 基本概念 99

3．5．2 操作 100

3．6 模拟指针 102

3．6．1 SimSpace的操作 103

3．6．2 采用模拟指针的链表 106

3．7 描述方法的比较 110

3．8 应用 111

3．8．1 箱子排序 111

3．8．2 基数排序 116

3．8．3 等价类 117

3．8．4 凸包 122

3．9 参考及推荐读物 127

第4章 数组和矩阵 128

4．1 数组 128

4．1．1 抽象数据类型 128

4．1．2 C++数组 129

4．1．3 行主映射和列主映射 129

4．1．4 类Array1D 131

4．1．5 类Array2D 133

4．2 矩阵 137

4．2．1 定义和操作 137

4．2．2 类Matrix 138

4．3 特殊矩阵 141

4．3．1 定义和应用 141

4．3．2 对角矩阵 143

4．3．3 三对角矩阵 144

4．3．4 三角矩阵 145

4．3．5 对称矩阵 146

4．4 稀疏矩阵 149

4．4．1 基本概念 149

4．4．2 数组描述 149

4．4．3 链表描述 154

第5章 堆栈 161

5．1 抽象数据类型 161

5．2 派生类和继承 162

5．3 公式化描述 163

5．3．1 Stack的效率 164

5．3．2 自定义Stack 164

5．4 链表描述 166

5．5 应用 169

5．5．1 括号匹配 169

5．5．2 汉诺塔 170

5．5．3 火车车厢重排 172

5．5．4 开关盒布线 176

5．5．5 离线等价类问题 178

5．5．6 迷宫老鼠 180

5．6 参考及推荐读物 188

第6章 队列 189

6．1 抽象数据类型 189

6．2 公式化描述 190

6．3 链表描述 194

6．4．1 火车车厢重排 197

6．4 应用 197

6．4．2 电路布线 201

6．4．3 识别图元 204

6．4．4 工厂仿真 206

6．5 参考及推荐读物 217

第7章 跳表和散列 218

7．1 字典 218

7．2 线性表描述 219

7．3 跳表描述 222

7．3．1 理想情况 222

7．3．2 插入和删除 223

7．3．3 级的分配 224

7．3．4 类SkipNode 224

7．3．5 类SkipList 225

7．3．6 复杂性 229

7．4 散列表描述 229

7．4．1 理想散列 229

7．4．2 线性开型寻址散列 230

7．4．3 链表散列 234

7．5 应用——文本压缩 238

7．5．2 LZW压缩的实现 239

7．5．1 LZW压缩 239

7．5．3 LZW解压缩 243

7．5．4 LZW解压缩的实现 243

7．6 参考及推荐读物 247

第8章 二叉树和其他树 248

8．1 树 248

8．2 二叉树 251

8．3 二叉树的特性 252

8．4 二叉树描述 253

8．4．1 公式化描述 253

8．4．2 链表描述 254

8．5 二叉树常用操作 256

8．6 二叉树遍历 256

8．7 抽象数据类型BinaryTree 259

8．8 类BinaryTree 260

8．9 抽象数据类型及类的扩充 263

8．9．1 输出 263

8．9．2 删除 264

8．9．3 计算高度 264

8．10．1 设置信号放大器 265

8．9．4 统计节点数 265

8．10 应用 265

8．10．2 在线等价类 268

8．11 参考及推荐读物 275

第9章 优先队列 276

9．1 引言 276

9．2 线性表 277

9．3 堆 278

9．3．1 定义 278

9．3．3 最大堆的删除 279

9．3．2 最大堆的插入 279

9．3．4 最大堆的初始化 280

9．3．5 类MaxHeap 281

9．4 左高树 285

9．4．1 高度与宽度优先的最大及最小左高树 285

9．4．2 最大HBLT的插入 287

9．4．3 最大HBLT的删除 287

9．4．4 合并两棵最大HBLT 287

9．4．6 类MaxHBLT 289

9．4．5 初始化最大HBLT 289

9．5 应用 293

9．5．1 堆排序 293

9．5．2 机器调度 294

9．5．3 霍夫曼编码 297

9．6 参考及推荐读物 302

第10章 竞赛树 303

10．1 引言 303

10．2 抽象数据类型WinnerTree 306

10．3．2 类定义 307

10．3 类WinnerTree 307

10．3．1 定义 307

10．3．3 构造函数、析构函数及Winner函数 308

10．3．4 初始化赢者树 308

10．3．5 重新组织比赛 310

10．4 输者树 311

10．5 应用 312

10．5．1 用最先匹配法求解箱子装载问题 312

10．5．2 用相邻匹配法求解箱子装载问题 316

第11章 搜索树 319

11．1．1 基本概念 320

11．1 二叉搜索树 320

11．1．2 抽象数据类型BSTree和IndexedBSTree 321

11．1．3 类BSTree 322

11．1．4 搜索 322

11．1．5 插入 323

11．1．6 删除 324

11．1．7 类DBSTree 326

11．1．8 二叉搜索树的高度 327

11．2．2 AVL树的高度 328

11．2 AVL树 328

11．2．1 基本概念 328

11．2．3 AVL树的描述 329

11．2．4 AVL搜索树的搜索 329

11．2．5 AVL搜索树的插入 329

11．2．6 AVL搜索树的删除 332

11．3 红-黑树 334

11．3．1 基本概念 334

11．3．3 红-黑树的搜索 336

11．3．4 红-黑树的插入 336

11．3．2 红-黑树的描述 336

11．3．5 红-黑树的删除 339

11．3．6 实现细节的考虑及复杂性分析 343

11．4 B-树 344

11．4．1 索引顺序访问方法 344

11．4．2 m叉搜索树 345

11．4．3 m序B-树 346

11．4．4 B-树的高度 347

11．4．5 B-树的搜索 348

11．4．6 B-树的插入 348

11．4．7 B-树的删除 350

11．4．8 节点结构 353

11．5 应用 354

11．5．1 直方图 354

11．5．2 用最优匹配法求解箱子装载问题 357

11．5．3 交叉分布 359

11．6 参考及推荐读物 363

第12章 图 365

12．1 基本概念 365

12．2 应用 366

12．3 特性 368

12．4 抽象数据类型Graph和Digraph 370

12．5 无向图和有向图的描述 371

12．5．1 邻接矩阵 371

12．5．2 邻接压缩表 373

12．5．3 邻接链表 374

12．6 网络描述 375

12．7 类定义 376

12．7．1 不同的类 376

12．7．2 邻接矩阵类 377

12．7．3 扩充Chain类 380

12．7．4 类LinkedBase 381

12．7．5 链接类 382

12．8 图的遍历 386

12．8．1 基本概念 386

12．8．2 邻接矩阵的遍历函数 387

12．8．3 邻接链表的遍历函数 388

12．9 语言特性 389

12．9．1 虚函数和多态性 389

12．9．2 纯虚函数和抽象类 391

12．9．3 虚基类 391

12．9．4 抽象类和抽象数据类型 393

12．10 图的搜索算法 394

12．10．1 宽度优先搜索 394

12．10．2 类Network 395

12．10．3 BFS的实现 395

12．10．4 BFS的复杂性分析 396

12．10．5 深度优先搜索 397

12．11 应用 399

12．11．1 寻找路径 399

12．11．2 连通图及其构件 400

12．11．3 生成树 402

第三部分 算法设计方法 405

第13章 贪婪算法 405

13．1 最优化问题 405

13．2 算法思想 406

13．3 应用 409

13．3．1 货箱装船 409

13．3．2 0/1背包问题 410

13．3．3 拓扑排序 412

13．3．4 二分覆盖 415

13．3．5 单源最短路径 421

13．3．6 最小耗费生成树 424

13．4 参考及推荐读物 433

笫14章 分而治之算法 434

14．1 算法思想 434

14．2 应用 440

14．2．1 残缺棋盘 440

14．2．2 归并排序 443

14．2．3 快速排序 447

14．2．4 选择 452

14．2．5 距离最近的点对 454

14．3 解递归方程 462

14．4 复杂性的下限 463

14．4．1 最小最大问题的下限 464

14．4．2 排序算法的下限 465

第15章 动态规划 467

15．1 算法思想 467

15．2 应用 469

15．2．1 0/1背包问题 469

15．2．2 图像压缩 471

15．2．3 矩阵乘法链 476

15．2．4 最短路径 480

15．2．5 网络的无交叉子集 483

15．2．6 元件折叠 486

15．3 参考及推荐读物 491

第16章 回溯 492

16．1 算法思想 492

16．2 应用 496

16．2．1 货箱装船 496

16．2．2 0/1背包问题 503

16．2．3 最大完备子图 506

16．2．4 旅行商问题 508

16．2．5 电路板排列 510

第17章 分枝定界 516

17．1 算法思想 516

17．2 应用 519

17．2．1 货箱装船 519

17．2．2 0/1背包问题 526

17．2．3 最大完备子图 528

17．2．4 旅行商问题 529

17．2．5 电路板排列 532