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第一章绪论1

1.1为什么要学习数据结构1

1.2数据结构概念2

1.2.1数据的逻辑结构3

1.2.2数据的存储结构4

1.2.3对数据结构的操作6

1.2.4数据结构示例6

1.3算法6

1.3.1算法及其特性6

1.3.2算法的描述7

1.3.3算法的评价准则9

1.4算法的正确性证明10

1.5算法分析基础13

1.5.1算法时间复杂性的分析方法13

1.5.2复杂性函数的渐近表示16

1.5.3算法时间与空间分析18

1.5.4计算复杂性和算法的效率19

小结20

参考文献与推荐读物21

习题22

第二章线性表、堆栈和队列24

2.1线性表的定义和基本操作24

2.2线性表的顺序存储结构24

2.3线性表的链接存储结构27

2.3.1单链表27

2.3.2循环链表32

2.3.3双向链表33

2.4复杂性分析36

2.5堆栈36

2.5.1堆栈的定义和基本操作36

2.5.2顺序栈37

2.5.3链式栈39

2.5.4顺序栈与链式栈的比较40

2.5.5堆栈应用——括号匹配41

2.6队列42

2.6.1队列的定义和基本操作42

2.6.2顺序队列43

2.6.3链式队列45

2.6.4顺序队列与链式队列的比较47

2.6.5 队列与堆栈的扩展47

小结48

参考文献与推荐读物48

习题49

第三章数组和字符串52

3.1数组52

3.1.1数组的存储和寻址52

3.1.2一维数组类54

3.2矩阵55

3.2.1矩阵类55

3.2.2特殊矩阵57

3.2.3三元组表59

3.2.4十字链表61

3.3字符串64

3.3.1字符串的定义与字符串类64

3.3.2模式匹配算法67

小结71

参考文献与推荐读物72

习题73

第四章树76

4.1树的基本概念76

1.1.1树的定义76

4.1.2树的相关术语77

4.2二叉树79

4.2.1二叉树定义和主要性质79

4.2.2二叉树顺序存储83

4.2.3二叉树链接存储84

4.2.4二叉树遍历86

4.2.5创建二叉树92

4.2.6复制二叉树93

4.3线索二叉树94

4.3.1线索二叉树定义94

4.3.2线索二叉树存储95

4.3.3线索二叉树基本算法97

4.4树和森林104

4.4.1树与二叉树的转换104

4.4.2树的顺序存储108

4.4.3树的链接存储110

4.4.4树和森林的遍历115

4.5压缩与哈夫曼树117

4.5.1文件编码117

4.5.2扩充二叉树118

4.5.3哈夫曼树和哈夫曼编码119

4.6应用122

4.6.1表达式求值122

4.6.2分类与决策树124

小结128

参考文献与推荐读物128

习题129

第五章图131

5.1图的基本概念132

5.2图的存储结构与类定义134

5.2.1存储结构134

5.2.2Graph类137

5.3图的遍历算法140

5.3.1深度优先遍历140

5.3.2广度优先遍历142

5.5.4拓扑排序143

5.5关键路径147

5.6最短路径问题152

5.6.1无权最短路径问题153

5.6.2正权最短路径问题154

5.6.3每对顶点之间的最短路径158

5.7最小支撑树160

5.7.1普里姆算法161

5.7.2克鲁斯卡尔算法164

5.8图的应用165

5.8.1可及性与Warshall算法165

5.8.2连通分量166

5.8.3图在网络分析和信息检索中的应用167

小结171

参考文献与推荐读物172

习题173

第六章递归177

6.1递归的定义177

6.2基本递归过程180

6.3递归过程实现与堆栈182

6.4递归法求解问题186

6.4.1委员会问题186

6.4.2回溯188

6.5递归的效率191

小结193

参考文献与推荐读物194

习题194

第七章排序198

7.1排序问题的基本概念198

7.2插入排序200

7.2.1直接插入排序200

7.2.2Shell排序202

7.3交换排序204

7.3.1冒泡排序204

7.3.2快速排序207

7.4选择排序215

7.4.1直接选择排序215

7.4.2堆排序215

7.5合并排序220

7.6基于关键词比较的排序算法分析223

7.6.1平方阶排序算法及改进算法223

7.6.2线性对数阶排序算法223

7.6.3分治排序的一般方法225

7.6.4基于关键词比较的排序算法下界226

7.7分布排序227

7.7.1基数分布228

7.7.2值分布230

7.8外排序231

7.8.1外存储器231

7.8.2磁带排序232

7.8.3磁盘排序241

小结245

参考文献与推荐读物246

习题247

第八章查找253

8.1顺序查找254

8.1.1无序表的顺序查找254

8.1.2有序表的顺序查找256

8.2基于关键词比较的查找256

8.2.1对半查找257

8.2.2.致对半查找260

8.2.3斐波那契查找263

8.2.4插值查找266

8.3二叉查找树268

8.3.1基本概念和性质268

8.3.2查找、插入和删除269

8.3.3平均情况时间分析273

8.4最优二叉查找树274

8.4.1访问频率274

8.4.2最优二叉查找树275

8.4.3近似最优树的构造281

8.5平衡树284

8.5.1高度平衡树285

8.5.2重量平衡树294

8.6红黑树300

8.6.1红黑树的性质300

8.6.2旋转301

8.6.3插入303

8.6.4删除306

8.7B树及其变形树311

8.7.1多叉树311

8.7.2 B树312

8.7.3 B树变形树318

8.8数字查找323

8.8.1检索结构查找323

8.8.2数字树查找330

8.9散列332

8.9.1散列函数333

8.9.2冲突调节337

8.9.3删除346

8.9.4重量平衡树的应用——按位置查找347

小结347

参考文献与推荐读物349

习题353

第九章 内存管理357

9.1概述357

9.2均匀大小记录的分配和回收算法359

9.2.1记录分配算法359

9.2.2访问计数器法360

9.2.3 废料收集方法362

9.3不同大小记录的分配和回收算法367

9.3.1查找分配策略368

9.3.2边界标识法371

9.3.3压缩分配374

9.4伙伴系统376

9.4.1伙伴系统概述376

9.4.2分配记录和释放记录算法379

小结381

参考文献与推荐读物383

习题385

第十章 文件388

10.1文件的基本概念388

10.1.1文件及其分类388

10.1.2文件的逻辑结构与存储结构390

10.2顺序文件391

10.2.1顺序无序文件393

10.2.2顺序有序文件396

10.2.3增补文件397

10.3散列文件398

10.3.1散列文件398

10.3.2可扩充的散列文件399

10.4索引文件403

10.4.1动态索引结构和静态索引结构404

10.4.2ISAM文件405

10.4.3VSAM文件409

10.5多关键字文件412

10.5.1多重链表文件413

10.5.2倒排文件416

小结416

参考文献与推荐读物417

习题417

第十一章随机数419

11.1生成随机数419

11.1.1均匀分布随机数420

11.1.2其他分布随机数427

11.2随机数检验429

11.2.1.般检验方法430

11.2.2经验检验方法434

11.3随机排列与随机组合436

11.3.1随机排列436

11.3.2随机组合437

11.4应用439

11.4.1随机算法439

11.1.2使用随机数的快速排序算法441

小结441

参考文献与推荐读物441

习题442

附录444

附录1各章算法的C++实现444

附录2习题参考答案或解题思路579