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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

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 算法的设计与评价6

1.3.1 评价算法的标准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14

1.4.3 程序调试与查错策略16

1.4.4 程序设计方法概述17

习题121

第2章 常用数据结构23

2.1 数据类型与数据结构23

2.1.1 数据、数据元素与数据类型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31

2.3 串34

2.3.1 串的基本概念34

2.3.2 串的定长顺序存储及运算实现35

2.3.3 模式匹配38

2.3.4 串的堆式动态存储及运算实现43

2.3.5 汉字串46

习题249

上机实验题51

第3章 简单数据结构52

3.1 顺序表52

3.1.1 线性表的基本概念52

3.1.2 线性表的顺序存储结构——顺序表53

3.1.3 顺序表上的基本运算54

3.2 链表58

3.2.1 线性表的链式存储结构——链表58

3.2.2 单链表上的基本运算60

3.2.3 循环链表和双向链表65

3.2.4 线性表应用举例——一元多项式相加问题67

3.3 栈69

3.3.1 栈的概念及运算69

3.3.2 顺序栈及运算实现69

3.3.3 链栈及运算实现72

3.3.4 栈的应用举例——递归的实现74

3.4 队列76

3.4.1 队列的概念及其运算76

3.4.2 顺序队列及运算实现77

3.4.3 链队列及运算实现80

3.4.4 队列的应用举例——I/O缓冲区管理及其他82

3.5 广义表84

3.5.1 广义表的概念84

3.5.2 广义表的存储结构及运算实现85

3.5.3 广义表的应用——m元多项式的表示87

习题389

上机实验题92

第4章 树与二叉树93

4.1 树的基本概念93

4.1.1 树的定义及表示93

4.1.2 树的常用术语及运算94

4.2 二叉树96

4.2.1 二叉树的概念96

4.2.2 二叉树的性质97

4.2.3 二叉树的存储结构98

4.2.4 二叉树的简单运算实现101

4.3 二叉树的遍历102

4.3.1 遍历二叉树的递归算法102

4.3.2 遍历二叉树的非递归算法104

4.3.3 遍历序列与二叉树的复原108

4.3.4 基于遍历的几种二叉树运算的实现和应用举例110

4.4 线索二叉树111

4.4.1 线索二叉树的概念111

4.4.2 线索二叉树的构造算法113

4.4.3 线索二叉树上的运算实现114

4.5 树和森林115

4.5.1 树和森林的存储结构116

4.5.2 树和森林与二叉树之间的转换117

4.5.3 树和森林的遍历119

4.5.4 树的应用举例——判定树120

4.6 哈夫曼树121

4.6.1 哈夫曼树的概念及其构造算法121

4.6.2 哈夫曼树的应用——哈夫曼编码124

习题4125

上机实验题128

第5章 图与网129

5.1 图与网的基本概念129

5.1.1 图与网的定义129

5.1.2 图的相关术语130

5.2 图与网的存储结构132

5.2.1 邻接矩阵132

5.2.2 邻接表与逆邻接表133

5.2.3 邻接多重表135

5.3 图的遍历136

5.3.1 深度优先搜索遍历136

5.3.2 广度优先搜索遍历138

5.3.3 图的遍历应用举例——图的连通性与生成树139

5.4 无向连通网的最小生成树140

5.4.1 最小生成树的概念140

5.4.2 Prim算法141

5.4.3 Kruskal算法143

5.5 有向网的最短路径144

5.5.1 单源最短路径144

5.5.2 所有顶点对之间的最短路径146

5.6 有向无环图及其应用148

5.6.1 有向无环图的概念148

5.6.2 AOV网与拓扑排序150

5.6.3 AOE网与关键路径154

习题5159

上机实验题161

第6章 数据结构的程序实现162

6.1 基本的实现策略162

6.1.1 简单数据结构的程序实现162

6.1.2 构造型数据结构的程序实现163

6.1.3 数据结构的链式实现163

6.1.4 数据结构的数组实现163

6.2 动态结构的静态实现163

6.2.1 静态链表164

6.2.2 二叉树的静态二叉链表表示法164

6.2.3 树和森林的双亲表示法165

6.2.4 哈夫曼算法的静态实现166

6.3 大批量数据的组织策略170

6.3.1 文件的组织170

6.3.2 数据库技术177

6.4 数据结构在问题建模中的应用179

6.4.1 Josephus问题180

6.4.2 教务管理与二分图182

6.4.3 学籍管理系统中的数据组织185

习题6190

上机实验题191

第7章 检索及基本算法192

7.1 检索的概念192

7.2 线性表的检索194

7.2.1 顺序检索194

7.2.2 二分法检索195

7.2.3 黄金分割点检索198

7.2.4 精算点检索200

7.2.5 分块检索202

7.3 树表的检索204

7.3.1 二叉检索树204

7.3.2 二叉检索树的平衡性调整211

7.3.3 B树和B+树214

7.4 哈希检索217

7.4.1 哈希检索与哈希表217

7.4.2 哈希函数的构造方法218

7.4.3 地址冲突的消解策略220

7.4.4 哈希表的检索算法及性能分析222

习题7224

上机实验题226

第8章 排序及基本算法228

8.1 排序的基本概念228

8.2 插入排序229

8.2.1 直接插入排序230

8.2.2 希尔排序231

8.2.3 其他插入排序简介234

8.3 交换排序237

8.3.1 冒泡排序237

8.3.2 快速排序238

8.4 选择排序241

8.4.1 直接选择排序241

8.4.2 树型选择排序242

8.4.3 堆排序243

8.5 归并排序247

8.5.1 归并相邻两个有序序列248

8.5.2 二路归并排序的递归算法249

8.5.3 二路归并排序的非递归算法249

8.6 基数排序250

8.6.1 多关键字排序250

8.6.2 链式基数排序251

8.7 各种内部排序方法的比较和选择254

8.8 外部排序简介256

习题8258

上机实验题260

参考文献261