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第一篇 基础篇 1

第1章　数据结构概述 1

1.1　数据结构的基本概念 1

1.2　抽象数据类型及其描述 2

1.2.1　抽象数据类型的定义 3

1.2.2　抽象数据类型的描述 3

1.3　数据结构的逻辑结构与物理结构 4

1.3.1　逻辑结构 4

1.3.2　物理结构 5

1.4　算法的特性与算法的描述 5

1.4.1　算法的定义 5

1.4.2　算法的特性 6

1.4.3　算法的描述 6

1.5　算法分析 7

1.5.1　算法设计的要求 7

1.5.2　算法效率评价 8

1.5.3　算法时间复杂度 9

1.5.4　算法空间复杂度 11

1.6　小结 11

第2章　C语言基础 12

2.1　开发环境介绍 12

2.1.1 Turbo C 2.0开发环境介绍 12

2.1.2 Visual C++ 6.0开发环境介绍 14

2.2　递归与非递归 17

2.2.1　函数的递归调用 17

2.2.2　递归应用举例 18

2.2.3　一般递归转化为非递归 20

2.3　指针 20

2.3.1　指针变量 20

2.3.2　指针变量的引用 22

2.3.3　指针与数组 22

2.3.4　函数指针与指针函数 27

2.4　参数传递 32

2.4.1　传值调用 33

2.4.2　传地址调用 34

2.5　结构体与联合体 36

2.5.1　结构体的定义 37

2.5.2　指向结构体的指针 38

2.5.3　联合体及应用 39

2.6　动态内存分配与释放 40

2.6.1　内存动态分配与释放 40

2.6.2　链表 40

2.7　小结 46

2.8 习题 46

第二篇　线性数据结构 47

第3章　线性表 47

3.1　线性表的概念及运算 47

3.1.1　线性表的逻辑结构 47

3.1.2　线性表的抽象数据类型 48

3.2　线性表的顺序表示与实现 49

3.2.1　线性表的顺序存储结构 49

3.2.2　顺序表的基本运算 50

3.2.3　顺序表的实现算法分析 53

3.3　顺序表的应用举例 53

3.4　线性表的链式表示与实现 58

3.4.1　单链表的存储结构 58

3.4.2　单链表的基本运算 60

3.5　单链表应用举例 65

3.6　循环单链表 70

3.6.1　循环单链表的链式存储 71

3.6.2　循环单链表的应用 72

3.7　双向链表 76

3.7.1　双向链表的存储结构 76

3.7.2　双向链表的插入操作和删除操作 77

3.8　双向链表的应用举例 79

3.9　静态链表 82

3.9.1　静态链表的存储结构 82

3.9.2　静态链表的实现 83

3.9.3　静态链表的应用 85

3.10　各种线性表的操作 86

3.11　一元多项式的表示与相乘 94

3.11.1　一元多项式的表示 94

3.11.2　一元多项式相乘 95

3.12　小结 99

3.13 习题 100

第4章　栈 101

4.1　栈的表示与实现 101

4.1.1　栈的定义 101

4.1.2　栈的抽象数据类型 102

4.2　栈的顺序表示与实现 102

4.2.1　栈的顺序存储结构 102

4.2.2　顺序栈的基本运算 103

4.2.3　共享栈的问题 105

4.3　栈的应用举例一 107

4.4　栈的链式表示与实现 111

4.4.1　栈的存储结构 111

4.4.2　栈的基本运算 112

4.4.3　链栈的应用 114

4.5　栈的应用举例二 115

4.5.1　数制转换 116

4.5.2　括号配对 117

4.5.3　行编辑程序 119

4.6　栈与递归的实现 121

4.6.1　递归 121

4.6.2　消除递归 124

4.7　栈的应用举例三 129

4.7.1　表达式的转换与计算 130

4.7.2　表达式的运算 132

4.8　小结 136

4.9　习题 137

第5章　队列 138

5.1　队列的定义及抽象数据类型 138

5.1.1　队列的定义 138

5.1.2　队列的抽象数据类型 138

5.2　队列的顺序存储及实现 139

5.2.1　顺序队列的表示 139

5.2.2　顺序队列的“假溢出” 142

5.2.3　顺序循环队列的表示 143

5.2.4　顺序循环队列的实现 144

5.2.5　顺序循环队列实例 145

5.3　队列的链式存储及实现 148

5.3.1　链式队列的表示 148

5.3.2　链式队列的实现 150

5.3.3　链式队列实例 152

5.4　双端队列 156

5.4.1　双端队列的定义 156

5.4.2　双端队列的应用 156

5.5　队列在杨辉三角中的应用 159

5.5.1　杨辉三角 159

5.5.2　杨辉三角的队列构造 159

5.5.3　杨辉三角队列的实现 160

5.6　小结 164

5.7　习题 164

第6章　串 165

6.1　串的定义及抽象数据类型 165

6.1.1 串的定义 165

6.1.2　串的抽象数据类型 165

6.2　串的顺序表示与实现 167

6.2.1　串的顺序存储结构 167

6.2.2　串的基本运算 168

6.3　串的应用举例 173

6.4　串的堆分配表示与实现 174

6.4.1　堆分配的存储结构 175

6.4.2　堆串的基本运算 175

6.5　堆串的应用举例 181

6.6　串的链式存储表示与实现 183

6.6.1　串的链式存储结构 183

6.6.2　链串的基本运算 184

6.7　链串的应用举例 189

6.8　串的模式匹配 191

6.8.1 经典的模式匹配算法——Brute-Force 191

6.8.2 KMP算法 193

6.8.3　模式匹配应用举例 198

6.9　小结 202

6.10　习题 202

第7章　数组 203

7.1　数组的定义及抽象数据类型 203

7.1.1　数组的定义 203

7.1.2　数组的抽象数据类型 204

7.2　数组的顺序表示与实现 204

7.2.1　数组的顺序存储结构 204

7.2.2　数组的基本运算 206

7.2.3　数组的应用举例 208

7.3　特殊矩阵的压缩存储 209

7.3.1　对称矩阵的压缩存储 210

7.3.2　三角矩阵的压缩存储 210

7.3.3　对角矩阵的压缩存储 211

7.4　稀疏矩阵的压缩存储 212

7.4.1　稀疏矩阵的定义 212

7.4.2　稀疏矩阵的抽象数据类型 212

7.4.3　稀疏矩阵的三元组表示 213

7.4.4　稀疏矩阵的三元组实现 213

7.5　稀疏矩阵的应用举例 219

7.5.1　稀疏矩阵相乘三元组表示 219

7.5.2　稀疏矩阵相乘三元组实现 221

7.6　稀疏矩阵的十字链表表示与实现 224

7.6.1　稀疏矩阵的十字链表表示 224

7.6.2　稀疏矩阵的十字链表实现 225

7.7　稀疏矩阵的十字链表实现应用举例 228

7.8　小结 233

7.9　习题 234

第8章　广义表 235

8.1　广义表的定义及抽象数据类型 235

8.1.1　广义表的定义 235

8.1.2　广义表的抽象数据类型 236

8.2　广义表的头尾链表表示与实现 236

8.2.1　广义表的头尾链表存储结构 236

8.2.2　广义表的基本运算 237

8.2.3　采用头尾链表存储结构的广义表应用举例 240

8.3　广义表的扩展线性链表表示与实现 243

8.3.1　广义表的扩展线性链表存储 243

8.3.2　广义表的基本运算 244

8.3.3　采用扩展线性链表存储结构的广义表应用举例 247

8.4　小结 249

8.5 习题 250

第三篇 非线性数据结构 251

第9章　树 251

9.1　树的定义及抽象数据类型 251

9.1.1 树的定义 251

9.1.2　树的逻辑表示 252

9.1.3　树的抽象数据类型 253

9.2　二叉树 254

9.2.1　二叉树的定义 254

9.2.2　二叉树的性质 255

9.2.3　二叉树的抽象数据类型 257

9.3　二叉树的存储表示与实现 258

9.3.1　二叉树的顺序存储 258

9.3.2　二叉树的链式存储 258

9.3.3　二叉树的基本运算 259

9.4　二叉树的遍历 263

9.4.1　二叉树遍历的定义 263

9.4.2　二叉树的先序遍历 263

9.4.3　二叉树的中序遍历 265

9.4.4　二叉树的后序遍历 267

9.5　二叉树遍历的应用举例 269

9.5.1　二叉树的创建 269

9.5.2　二叉树的输出 273

9.5.3　二叉树的计数 276

9.6　二叉树的线索化 279

9.6.1　二叉树线索化的定义 279

9.6.2　二叉树的线索化 280

9.6.3　线索二叉树的遍历 282

9.6.4　线索二叉树的应用举例 284

9.7　树、森林与二叉树 287

9.7.1　树的存储结构 287

9.7.2　树转换为二叉树 290

9.7.3　森林转换为二叉树 291

9.7.4　二叉树转换为树和森林 292

9.7.5　树和森林的遍历 292

9.8　哈夫曼树 293

9.8.1　哈夫曼树的定义 293

9.8.2　哈夫曼编码 294

9.8.3　哈夫曼编码算法的实现 295

9.9　树与二叉树的应用举例 301

9.9.1　相似二叉树 301

9.9.2　由先序和中序、中序和后序确定二叉树 302

9.9.3　树的孩子兄弟链表应用举例 308

9.10　小结 311

9.11 习题 312

第10章　图 313

10.1　图的定义与相关概念 313

10.1.1 图的定义 313

10.1.2　图的相关概念 314

10.1.3　图的抽象数据类型 316

10.2　图的存储结构 317

10.2.1　邻接矩阵表示法 317

10.2.2　邻接表表示法 318

10.2.3　十字链表表示法 320

10.2.4　邻接多重链表表示法 321

10.3　图的应用举例 322

10.3.1　采用邻接矩阵创建图 322

10.3.2　采用邻接表创建图 325

10.4　图的遍历 328

10.4.1　图的深度优先遍历 328

10.4.2　图的广度优先遍历 331

10.4.3 图的遍历应用举例 333

10.5　图的连通性问题 335

10.5.1　无向图的连通分量与生成树 335

10.5.2　最小生成树 337

10.6　有向无环图 342

10.6.1 AOV网与拓扑排序 342

10.6.2 AOE网与关键路径 345

10.6.3　关键路径应用举例 349

10.7　最短路径 354

10.7.1　从某个顶点到其余各顶点的最短路径 354

10.7.2　每一对顶点之间的最短路径 359

10.8　图的应用举例 363

10.9　小结 367

10.10　习题 368

第四篇 查找和排序 369

第11章　查找 369

11.1　查找的基本概念 369

11.2　静态查找 370

11.2.1顺序表的查找 370

11.2.2　有序顺序表的查找 371

11.2.3　索引顺序表的查找 373

11.2.4　静态查找应用举例 374

11.3　动态查找 377

11.3.1　二叉排序树 377

11.3.2　平衡二叉树 384

11.4 B_树与B+树 392

11.4.1 B_树 392

11.4.2 B+树 399

11.5　散列表 400

11.5.1　散列表的定义 400

11.5.2　散列函数的构造方法 401

11.5.3　处理冲突的方法 402

11.5.4　散列表应用举例 403

11.6　小结 407

11.7　习题 408

第12章　内排序 409

12.1　排序的基本概念 409

12.2　插入排序 410

12.2.1　直接插入排序 410

12.2.2　折半插入排序 411

12.2.3　希尔排序 412

12.2.4　插入排序应用举例 413

12.3　选择排序 415

12.3.1　简单选择排序 415

12.3.2　堆排序 417

12.3.3　选择排序应用举例 421

12.4　交换排序 423

12.4.1　冒泡排序 423

12.4.2　快速排序 424

12.4.3　交换排序应用举例 427

12.5　归并排序 431

12.5.1　归并排序算法 431

12.5.2　归并排序应用举例 432

12.6　基数排序 434

12.6.1　基数排序算法 434

12.6.2　基数排序应用举例 437

12.7　各种排序算法的比较 441

12.8　排序算法应用举例 442

12.9　小结 445

12.10　习题 446

第13章　外排序 447

13.1　外存的存取特性 447

13.2　磁盘排序 448

13.2.1　归并排序的基本方法 448

13.2.2　多路归并排序 449

13.3　磁带排序 451

13.3.1 2路归并排序 451

13.3.2　多路非平衡归并排序 452

13.4　小结 453