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上篇　数据结构基础理论 1

1　概述 1

【本章学习目标】 1

1.1　什么是数据结构 1

1.2　基本概念与术语 3

1.3　抽象数据类型 5

1.4　算法和算法的分析 6

1.4.1　算法 6

1.4.2　算法的时间复杂度 9

1.4.3　算法的空间复杂度 10

习题1 11

【本章小结】 11

习题1参考答案 13

2　线性表 15

【本章学习目标】 15

2.1　线性表的定义及其基本操作 15

2.1.1 线性表引例 15

2.1.2　线性表的定义 15

2.1.3　线性表的基本操作 16

2.2　线性表的顺序存储结构 16

2.2.1　顺序表结构 16

2.2.2　顺序表的基本操作 17

2.3.1　链式存储结构 21

2.3　线性表的链式存储结构 21

2.3.2　单链表上的基本运算 22

2.3.3　循环链表和双向链表 27

2.4　顺序表与链表的比较 29

2.5　线性表的应用 30

【本章小结】 35

习题2 35

习题2参考答案 38

3.1　栈 41

3.1.2　栈的类型定义 41

3.1.1　栈的引例 41

【本章学习目标】 41

3　栈和队列 41

3.1.3　栈的顺序存储表示和操作的实现 42

3.1.4　栈的链式存储表示和操作的实现 44

3.2　栈的应用 46

3.3 队列 48

3.3.1　队列的引例 48

3.3.2　队列的类型定义 48

3.3.3　队列的顺序存储表示和操作的实现 49

3.3.4 队列的链式存储表示和操作的实现 52

3.4　队列的应用 54

习题3 57

【本章小结】 57

习题3参考答案 60

4 串 63

【本章学习目标】 63

4.1 串及其运算 63

4.1.1 串的基本概念 63

4.1.2 串的基本运算 64

4.2 串的存储结构 65

4.2.1 串的顺序存储结构 65

4.2.2 串的链式存储结构 66

4.3 串运算的实现 67

4.4 串的应用 72

【本章小结】 73

习题4 74

习题4参考答案 75

5　数组和广义表 77

【本章学习目标】 77

5.1　数组的定义和运算 77

5.2　数组的顺序存储结构 78

5.3　矩阵的压缩存储 79

5.3.1　特殊矩阵 79

5.3.2　稀疏矩阵 81

5.4　广义表 86

5.4.3　广义表的存储结构 87

5.4.1　广义表的定义 87

5.4.2　广义表的性质 87

5.4.4　广义表的基本操作 90

5.5　数组的应用 90

【本章小结】 91

习题5 91

习题5参考答案 92

6.1　树的概念和基本操作 95

6.1.1　树的引例 95

6.1.2　树的定义和基本术语 95

【本章学习目标】 95

6　树和二叉树 95

6.1.3　树的基本操作 97

6.2　二叉树 98

6.2.1 二叉树的定义 98

6.2.2　二叉树的性质 98

6.2.3　二叉树的基本操作 99

6.3　二叉树的存储结构 100

6.3.1　顺序存储结构 100

6.3.2　链式存储结构 101

6.4　二叉树的遍历 102

6.4.1　先序遍历 102

6.4.4　层次遍历 103

6.4.3　后序遍历 103

6.4.2　中序遍历 103

6.5　线索二叉树 104

6.5.1 线索二叉树的概念 104

6.5.2 中序线索二叉树的构造算法 106

6.5.3 线索二叉树的遍历 107

6.6　哈夫曼树及其应用 108

6.6.1 哈夫曼树的定义 108

6.6.2　构造哈夫曼树 108

6.6.3 哈夫曼树的应用 109

6.7　树与森林 111

6.7.1　树的存储结构 111

6.8　二叉树的应用 113

6.7.2　树、森林与二叉树的转换 113

【本章小结】 116

习题6 117

习题6参考答案 119

7 图 123

【本章学习目标】 123

7.1 图的概念和基本操作 123

7.1.1　图的引例 123

7.1.2　图的定义 124

7.1.3 图的基本术语 125

7.2.1 邻接矩阵表示法 126

7.2 图的存储结构 126

7.2.2　邻接表表示法 127

7.3　图的遍历 129

7.3.1 深度优先搜索遍历 129

7.3.2　广度优先搜索遍历 131

7.4 图的连通性问题 132

7.4.1 无向图的连通分量和生成树 132

7.4.2　有向图的强连通分量 133

7.4.3　最小生成树 133

7.5　最短路径 137

7.5.1 求某一源点到其余各顶点的最短路径 138

7.5.2　每一对顶点之间的最短路径 140

7.6　拓扑排序 142

7.7 图的应用 146

【本章小结】 152

习题7 153

习题7参考答案 154

8　查找 156

【本章学习目标】 156

8.1　基本概念 156

8.2　静态查找表 156

8.2.1　顺序查找 157

8.2.2　有序表的折半查找（二分查找） 158

8.2.3　分块查找 160

8.3　动态查找表 161

8.4　哈希表查找 165

8.4.1　哈希表的概念 165

8.4.2 哈希函数的构造方法 165

8.4.3　处理冲突的方法 166

8.5　检索的应用 170

【本章小结】 172

习题8 172

习题8参考答案 174

【本章学习目标】 177

9.1　排序的基本概念 177

9　排序 177

9.2　插入排序 178

9.2.1　直接插入排序 178

9.2.2　希尔排序 180

9.3　交换排序 181

9.3.1　冒泡排序 181

9.3.2　快速排序 182

9.4　选择排序 185

9.4.1　直接选择排序 185

9.4.2　堆排序 186

9.5 归并排序 190

9.7　排序的应用 192

9.6　各种内部排序方法的比较 192

【本章小结】 194

习题9 194

习题9参考答案 195

下篇　数据结构实训 199

1　实验教学大纲 199

实验1　顺序存储的线性表 199

实验2　单链表 200

实验3　栈和队列 200

实验4 串 200

实验7　查找 201

实验6　图 201

实验5　二叉树 201

实验8　排序 202

2　实验参考答案 203

实验1　顺序存储的线性表 203

实验2　单链表 205

实验3　栈和队列 209

实验4 串 213

实验5　二叉树 215

实验6 图 220

实验7　查找 223

实验8　排序 226