數據結構教程

數據結構教程 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

施伯樂 編
圖書標籤:
  • 數據結構
  • 算法
  • 計算機科學
  • 編程
  • 教材
  • 基礎
  • 入門
  • 數據存儲
  • 綫性錶
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齣版社: 復旦大學齣版社
ISBN:9787309081640
版次:1
商品編碼:10704403
包裝:平裝
開本:16開
齣版時間:2011-06-01
用紙:膠版紙
頁數:263
字數:404000
正文語種:中文

具體描述

內容簡介

  《數據結構教程》是為全國高等院校計算機及相關專業開設數據結構課程而精心組織和編著的一本實用教材,內容覆蓋瞭教育部計算機科學與技術專業碩士研究生入學統一考試的大綱要求。《數據結構教程》采用C++描述,強調原理闡述與應用結閤,避免大段冗長代碼,並在每章最後增加進階和最新研究成果的介紹,引導學有餘力的學生進一步自學與本章內容相關的數據結構知識。

目錄

第1章 基礎
1.1 什麼是數據結構
1.2 程序性能分析
1.2.1 程序性能的衡量標準
1.2.2 程序的事後測試
1.2.3 時間復雜性的計算方法
1.2.4 空間復雜性的計算方法
1.2.5 計算復雜性的錶示方法
1.2.6 兩種代價計算方法的比較
1.3 從抽象數據類型到C++語言描述
1.4 C++基礎知識
1.4.1 C++中的類和對象
1.4.2 C++的輸入和輸齣
1.4.3 C++中的變量和常量
1.4.4 C++中的函數
1.4.5 C++中的動態存儲分配
1.4.6 C++中的繼承
1.4.7 C++中的多態性
1.4.8 其他
1.5 進階導讀
習題
第2章 綫性錶
2.1 綫性錶及其基本運算
2.1.1 綫性錶的定義與特點
2.1.2 綫性錶的基本運算
2.2 數組
2.2.1 數組的定義和特點
2.2.2 數組的類定義
2.2.3 數組的順序存儲方式
2.2.4 稀疏矩陣
2.3 綫性錶的順序錶示——順序錶
2.3.1 順序錶的定義和特點
2.3.2 順序錶類定義
2.3.3 順序錶的插入
2.3.4 順序錶的刪除
2.3.5 順序錶的應用實例——用順序存儲的綫性錶錶示多項式
2.4 綫性錶的鏈式錶示——鏈錶
2.4.1 綫性鏈錶的邏輯結構與建立
2.4.2 綫性鏈錶的類定義
2.4.3 綫性鏈錶的插入與刪除
2.4.4 綫性鏈錶的應用實例——用綫性鏈錶錶示多項式
2.4.5 幾種變形的綫性鏈錶
2.4.6 雙嚮鏈錶
2.5 進階導讀
習題
第3章 串
3.1 串的定義
3.2 串的邏輯結構和基本操作
3.3 串的存儲結構
3.3.1 串的數組存儲錶示
3.3.2 串的塊鏈存儲錶示
3.4 串的實現
3.4.1 串的自定義類
3.4.2 串的實現
3.5 串的模式匹配算法
3.5.1 BF算法
3.5.2 KR算法
3.5.3 KMP算法
3.5.4 BM算法
3.6 進階導讀
習題
第4章 棧和隊列
4.1 棧
4.1.1 棧的基本操作
4.1.2 用數組實現棧
4.1.3 用鏈錶實現棧
4.1.4 棧的應用實例
4.2 隊列
4.2.1 用數組實現隊列
4.2.2 循環隊列
4.2.3 雙嚮隊列
4.2.4 用鏈錶實現隊列
4.2.5 隊列的應用舉例
4.3 進階導讀
習題
第5章 遞歸和廣義錶
5.1 遞歸的概念
5.2 遞歸轉化為非遞歸
5.3 廣義錶
5.3.1 廣義錶的概念與存儲結構
5.3.2 廣義錶遞歸算法的實現
5.4 進階導讀
習題
第6章 樹、二叉樹和森林
6.1 基本概念
6.2 樹的存儲結構
6.3 樹的綫性錶示
6.4 樹的遍曆
6.5 二叉樹
6.6 二叉樹的存儲錶示
6.7 二叉樹的各種遍曆
6.8 綫索化二叉樹
6.9 堆
6.10 計算二叉樹的數目
6.11 二叉樹的應用:霍夫曼樹和霍夫曼編碼
6.12 進階導讀
習題
第7章 查找與索引
7.1 查找與索引的概念
7.2 基於順序錶的查找
7.2.1 順序錶
7.2.2 順序查找
7.2.3 有序順序錶上的查找操作
7.3 二叉查找樹
7.3.1 二叉查找樹的結構
7.3.2 二叉查找樹上的查找
7.3.3 基於二叉查找樹的遍曆
7.3.4 最優二叉查找樹
7.3.5 動態二叉查找樹
7.4 B-樹和B+樹
7.4.1 B-樹的結構
7.4.2 B-樹的查詢
7.4.3 B-樹的插入
7.4.4 B-樹的刪除
7.4.5 B+樹
7.5 Trie樹
7.5.1 Trie樹的定義
7.5.2 Trie樹的查找
7.5.3 Trie樹的插入和刪除
7.6 Hash查找
7.6.1 Hash函數
7.6.2 解決衝突的方法
7.6.3 Hash查找的討論
7.7 進階導讀
習題
第8章 圖
8.1 圖的基本概念
8.2 圖的存儲結構
8.2.1 鄰接矩陣
8.2.2 鄰接錶
8.3 圖的遍曆與求圖的連通分量
8.3.1 深度優先查找法
8.3.2 廣度優先查找法
8.3.3 求圖的連通分量
8.4 生成樹與最小(代價)生成樹
8.4.1 普裏姆(Prim)算法
8.4.2 剋魯斯卡爾(Kruskal)算法
8.5 最短路徑
8.5.1 求某個頂點到其他頂點的最短路徑
8.5.2 求一對頂點之間的最短路徑
8.5.3 傳遞閉包
8.6 拓撲排序
8.7 關鍵路徑
8.8 進階導讀
習題
第9章 排序
9.1 問題定義
9.2 基本排序方法
9.2.1 插入排序
9.2.2 冒泡排序
9.2.3 選擇排序
9.3 歸並排序
9.4 快速排序
9.4.1 基本算法
9.4.2 性能
9.4.3 快速排序的一些改進策略
9.4.4 重復值
9.5 堆排序
9.5.1 堆及其基本操作
9.5.2 堆排序
9.6 希爾排序
9.7 基數排序
9.8 內部排序方法的比較
9.9 進階導讀——中的sort()函數
習題
第10章 外部排序
10.1 外部存儲設備
10.1.1 磁帶存儲設備
10.1.2 磁盤存儲設備
10.2 外排序的基本過程
10.3 磁盤文件的外排序方法
10.4 磁帶文件的外排序方法
10.4.1 平衡閤並排序
10.4.2 多階段閤並排序
10.5 進階導讀
習題

前言/序言


《算法的藝術:從基礎到進階的智慧之旅》 在浩瀚的計算機科學領域,算法宛如舞者,以其精妙的邏輯和高效的執行,編織齣數字世界的壯麗圖景。它們是解決問題的基石,是優化計算的靈魂,更是驅動著現代科技飛速發展的強大引擎。《算法的藝術》便是一場邀您踏上的深度探索之旅,它將帶領讀者跨越算法世界的層層迷霧,領略其優雅的魅力,掌握其精湛的技藝。 本書並非一本枯燥的理論堆砌,而是一次充滿啓發與實踐的探索。我們旨在揭示算法背後蘊含的深刻思想,闡述它們如何巧妙地解決復雜問題,並幫助讀者培養齣敏銳的問題分析能力和嚴謹的邏輯思維。從最基礎的排序和搜索,到令人驚嘆的圖論算法和動態規劃,我們將層層遞進,深入剖析每一種算法的設計思路、實現細節、性能分析以及適用場景。 第一篇:算法的基石——基礎概念與思維模式 旅程的起點,是打牢堅實的理論基礎。我們將從最核心的“算法”概念齣發,理解什麼是算法,以及它為何如此重要。接著,深入探討算法的時間復雜度和空間復雜度,這是衡量算法效率的兩把尺子。學會如何分析和評估算法的優劣,將是未來一切深入學習的基石。我們將學習大O符號,掌握如何通過它來預測算法在不同規模輸入下的錶現。 本篇還將引入幾種基本的數據組織形式,它們是承載算法運行的舞颱。鏈錶、棧、隊列等基本數據結構,看似簡單,卻蘊含著深刻的設計哲學。理解它們是如何通過節點和指針(或索引)來組織數據的,以及它們各自的優勢和劣勢,將為後續更復雜算法的學習做好鋪墊。例如,棧的“後進先齣”和隊列的“先進先齣”特性,看似簡單,卻在函數調用、錶達式求值、廣度優先搜索等眾多場景中扮演著至關重要的角色。 我們還將初步接觸遞歸的思想。遞歸是算法設計中一種極其強大的工具,它能夠將復雜問題分解為更小的、與原問題相似的子問題來解決。從簡單的階乘計算到更復雜的斐波那契數列,我們將學習如何設計遞歸函數,理解遞歸的原理,並注意避免潛在的棧溢齣等問題。同時,我們也會探討如何將遞歸轉化為迭代,以獲得更好的性能或避免遞歸深度過大的風險。 第二篇:排序與搜索的智慧——數據的組織與查找 一旦掌握瞭基礎,我們將聚焦於數據處理中最常見也最核心的任務:排序和搜索。本篇將係統地介紹各種經典的排序算法,從簡單直觀的冒泡排序、選擇排序、插入排序,到效率更高的歸並排序、快速排序,再到針對特定場景的計數排序、基數排序等。 對於每一種排序算法,我們將詳細分析其工作原理,通過生動的圖示和代碼示例,幫助讀者直觀理解其執行過程。更重要的是,我們將深入剖析它們的性能特點,比較它們的平均時間復雜度、最壞時間復雜度以及穩定性。理解這些差異,將使讀者能夠根據實際需求選擇最適閤的排序算法。例如,在處理大規模數據時,快速排序和歸並排序的O(n log n)時間復雜度將遠勝於O(n^2)的冒泡排序。 排序是為高效查找鋪平道路。本篇還將深入探討搜索算法。綫性搜索作為最基礎的查找方式,其原理簡單易懂,但效率較低。隨後,我們將重點講解二分搜索(或稱摺半查找),一種在有序數據集上極其高效的搜索算法。理解二分搜索的前提是數據必須有序,這也就凸顯瞭排序的重要性。我們將分析二分搜索的工作機製,以及它如何在對數時間內找到目標元素。 除瞭這些基礎算法,本篇還會觸及一些更高級的搜索技術,例如哈希查找。我們將介紹哈希函數的設計原則,以及哈希錶(散列錶)如何通過鍵值對的映射實現平均O(1)的查找、插入和刪除操作。同時,我們也會探討哈希衝突的産生原因以及常見的衝突解決方法,如鏈地址法和開放尋址法,這對於構建高效的數據存儲和查詢係統至關重要。 第三篇:樹與圖的深度探索——連接與結構的奧秘 本篇將帶領讀者進入更加廣闊和復雜的結構世界——樹和圖。樹作為一種具有層級關係的數據結構,在計算機科學中有廣泛的應用。我們將從最基本的二叉樹開始,深入理解其定義、遍曆方式(前序、中序、後序),以及它們在錶達式求值、文件係統錶示等方麵的應用。 隨後,我們將重點介紹平衡二叉搜索樹,如AVL樹和紅黑樹。這些數據結構通過維護樹的平衡,保證瞭查找、插入和刪除操作的最壞時間復雜度都能達到O(log n),極大地提升瞭數據管理的效率。我們將詳細闡述它們各自的平衡策略和鏇轉操作,理解它們是如何在高並發場景下依然保持優異性能的。 圖,是比樹更加泛化的結構,它由節點(頂點)和連接節點的邊組成。圖論算法是解決網絡、社交、路徑規劃等眾多現實問題的核心。本篇將詳細介紹圖的錶示方法(鄰接矩陣和鄰接錶),並深入講解圖的遍曆算法:深度優先搜索(DFS)和廣度優先搜索(BFS)。這兩種遍曆方式是許多圖算法的基礎,理解它們的原理和應用場景至關重要。 基於圖的遍曆,我們將進一步探索經典的圖算法。最短路徑問題是圖論中的一個重要課題,我們將學習Dijkstra算法,用於解決單源最短路徑問題,並理解其貪心策略。對於解決多源最短路徑問題,我們將介紹Floyd-Warshall算法。此外,我們還將學習最小生成樹算法,如Prim算法和Kruskal算法,理解它們如何構建連接所有頂點的成本最小的樹。 第四篇:動態規劃與迴溯——優化與探索的藝術 本篇將聚焦於兩種強大的算法設計範式:動態規劃和迴溯。動態規劃(DP)是一種通過將問題分解為相互重疊的子問題,並存儲子問題的解來避免重復計算的優化技術。我們將從經典的斐波那契數列、背包問題、最長公共子序列等例子入手,逐步理解動態規劃的“最優子結構”和“重疊子問題”這兩個核心特徵。我們將學習如何定義狀態轉移方程,並編寫動態規劃代碼來解決復雜問題。 迴溯是一種通過嘗試所有可能的解決方案,並在發現某條路徑不可能産生最優解時“迴溯”到上一狀態的搜索方法。它常用於解決組閤問題、排列問題和搜索問題。我們將通過迷宮尋路、N皇後問題等經典案例,學習迴溯算法的遞歸實現。理解迴溯的核心在於如何剪枝,即在搜索過程中及時排除不可能成功的路徑,從而提高效率。 本篇還將探討一些與動態規劃和迴溯相關的算法,例如貪心算法。雖然貪心算法不一定能得到全局最優解,但在許多情況下,它能夠以較低的復雜度得到一個近似最優解,甚至就是最優解。我們將對比貪心算法、動態規劃和迴溯算法的適用場景和優劣,幫助讀者在麵對不同問題時做齣明智的選擇。 第五篇:高級算法與應用——前沿技術的探索 在掌握瞭基礎和核心算法後,本篇將帶領讀者窺探算法世界的更深處,介紹一些更高級的算法和應用。我們將探討字符串匹配算法,如KMP算法,它能夠在文本中高效地查找子串。 此外,我們將簡要介紹一些在實際應用中至關重要的算法領域,例如圖算法的進階應用,如網絡流算法(Ford-Fulkerson算法),以及它們在資源分配、調度問題中的重要性。 我們還將觸及一些更具挑戰性的算法,例如近似算法和隨機算法,瞭解它們如何在 NP-hard 問題麵前提供有效的解決方案。同時,本篇也會簡要介紹算法在機器學習、數據挖掘、圖形學等領域的應用,展示算法的強大生命力。 結語 《算法的藝術》是一次思維的洗禮,一次智慧的啓迪。它不僅教授讀者如何編寫高效的算法,更重要的是培養讀者解決問題的思維方式。通過對各種算法的深入理解和實踐,讀者將能夠以更敏銳的洞察力分析問題,以更精妙的邏輯設計解決方案,並以更高效的方式實現目標。 這是一段充滿挑戰但同樣充滿樂趣的旅程。願本書能成為您在算法世界中披荊斬棘、勇攀高峰的得力助手,讓您在數據的海洋中遊刃有餘,在計算機科學的殿堂中盡情遨遊。

用戶評價

評分

我個人非常看重學習資源中的“實踐性”和“可讀性”,而《數據結構教程》在這兩方麵都給我帶來瞭驚喜。我不是那種能通過純理論學習就融會貫通的人,總需要動手去敲代碼,去調試,去感受算法的運行。這本書在這方麵做得相當到位。每個章節在介紹完理論知識後,都會提供一係列的編程練習,並且提供瞭多種語言的實現思路(雖然我主要看的是其中一種語言的版本)。這些練習從簡單的實現基本操作,到復雜的算法應用,覆蓋麵很廣,並且難度梯度設計閤理,讓我能夠循序漸進地提升。我嘗試寫瞭幾個,過程中遇到瞭一些小問題,但書中的提示和講解足夠清晰,讓我能夠自己找到解決方案,而不是完全依賴於彆人的代碼。更讓我欣喜的是,這本書的語言風格非常流暢自然,讀起來不會讓人感到枯燥乏味。作者似乎很有經驗,他使用的術語解釋清晰,並且在關鍵的地方會用一些生動的比喻或者類比來加深理解。比如,在講解遞歸時,他用瞭一個“俄羅斯套娃”的比喻,一下子就抓住瞭遞歸的精髓。這種“接地氣”的講解方式,讓我感覺自己不像是在學習一本技術書籍,更像是在和一個經驗豐富的老師在進行一對一的交流。

評分

我得說,《數據結構教程》這本書的編排確實做到瞭“教程”二字應有的嚴謹和細緻。我之前也看過不少關於數據結構的書籍,有些過於理論化,讀起來像在啃一本厚厚的字典,有些又過於注重代碼實現,缺乏對原理的深度挖掘。而這本書,在這兩者之間找到瞭一個巧妙的平衡點。它在講解每一個數據結構時,不僅僅是羅列齣它的定義和操作,而是會先從問題的角度齣發,比如“我們在解決XXX問題時,遇到瞭效率瓶頸,這時候就需要一個更閤適的數據結構來優化”,然後引齣這個數據結構的設計思路和核心思想。這種“問題驅動”的學習方式,讓我能夠更深刻地理解數據結構存在的意義和價值,而不是機械地記憶。此外,書中在介紹完一個概念後,通常會緊跟著給齣幾個不同難度的練習題,並且附帶瞭詳細的解析。我嘗試做瞭幾個,發現這些題目設計得非常巧妙,能夠有效地檢驗我對知識點的掌握程度,而且解析部分不僅給齣瞭代碼實現,還對算法的復雜度進行瞭分析,這讓我對“時間復雜度”和“空間復雜度”這些關鍵指標有瞭更直觀的認識。我特彆喜歡的是,書中在講解一些經典算法時,會用流程圖或者僞代碼的形式來輔助說明,這種可視化手段大大降低瞭理解門檻,讓我能更快地把握算法的執行流程。

評分

最近入手瞭這本《數據結構教程》,說實話,我抱著一種既期待又有點忐忑的心情翻開瞭它。一直以來,數據結構對我來說就像一個迷宮,雖然知道裏麵藏著解決很多問題的鑰匙,但總覺得入口在哪兒,怎麼走纔是對的路,一直是個模糊的概念。我之前嘗試過一些在綫課程和零散的資料,但總感覺像是碎片化的拼圖,缺瞭最關鍵的一塊,讓我難以形成完整的認知體係。這次選擇這本書,很大程度上是看中瞭它“教程”這個名字,希望它能提供一個係統、清晰的學習路徑。剛翻到前麵幾章,作者的講解方式給我留下瞭比較深刻的印象,他似乎很擅長用形象的比喻來解釋那些抽象的概念,比如把鏈錶比作一串珍珠,把棧比作疊放的盤子,這些比喻一下子就把我從枯燥的文字描述中拉瞭齣來,讓我更容易理解其中的邏輯。而且,書中穿插瞭一些實際的應用場景,雖然隻是淺顯的點撥,但也讓我看到瞭數據結構在實際開發中的重要性,這無疑增加瞭我學習的動力。我尤其喜歡它在介紹基本概念時,總是會先講清楚“是什麼”,然後深入剖析“為什麼”,再給齣“怎麼做”,這種循序漸進的講解方式,對於我這種零基礎的學習者來說,簡直是福音。我現在對前麵的幾個章節有瞭初步的認識,感覺像是推開瞭一扇門,看到瞭一個更廣闊的世界,當然,我知道這隻是個開始,後麵還有很多挑戰在等著我。

評分

這本書的另一個亮點在於它對圖和樹這類高級數據結構的闡述。我一直覺得,圖和樹是數據結構學習的難點和重點,也是其魅力的所在。很多復雜的實際問題,比如社交網絡的分析、文件係統的組織、甚至是地圖導航,都離不開圖和樹的建模。這本書在這部分的處理上,可以說做得相當齣色。它並沒有直接拋齣復雜的概念,而是先從一些簡單的場景入手,比如如何錶示人與人之間的關係,或者文件之間的層級結構,然後逐步引入圖的鄰接矩陣和鄰接錶錶示法,以及樹的各種遍曆方式。作者在講解二叉樹、平衡樹(比如AVL樹、紅黑樹)時,並沒有迴避其復雜的插入和刪除操作,而是通過大量的圖示和分解步驟,將這些看似難以理解的鏇轉和重構過程,變得清晰明瞭。我印象特彆深刻的是,在講解B樹和B+樹時,作者並沒有直接給齣它們的定義,而是通過介紹它們在數據庫索引中的應用,讓我深刻體會到它們是如何為瞭優化磁盤I/O而設計的。這種結閤實際應用場景的講解方式,讓我感覺自己不是在學習冰冷的代碼,而是在學習解決問題的工具。總的來說,這本書在處理復雜數據結構時,做到瞭深入淺齣,既保證瞭理論的嚴謹性,又兼顧瞭學習的易懂性,對於想要深入理解這些核心內容讀者來說,非常有價值。

評分

坦白說,我購買《數據結構教程》的初衷,是希望能找到一本能幫我係統梳理數據結構知識體係的書。我之前零散地接觸過一些算法和數據結構的概念,但總感覺像是散落在各處的珍珠,難以串聯成項鏈。這本書在這一點上做得相當齣色。它從最基礎的綫性錶、棧、隊列開始,層層遞進,逐步引入鏈錶、樹、圖等更復雜的數據結構,並且在每一階段都強調瞭不同數據結構之間的聯係與區彆。我尤其欣賞它在介紹一些高級數據結構時,會追溯到它們是如何從更簡單的數據結構演變而來的,這種“追根溯源”的方式,讓我能夠理解它們的齣現並非偶然,而是為瞭解決特定問題而産生的。此外,書中對算法分析的講解也非常到位。它不僅僅是給齣瞭時間復雜度和空間復雜度的計算方法,更重要的是,它會結閤具體的例子,讓你直觀地感受到不同算法在效率上的差異。我記得在講到排序算法時,書中對比瞭冒泡排序、選擇排序、插入排序以及更高級的快速排序、歸並排序,並詳細分析瞭它們的復雜度,讓我深刻體會到選擇閤適的數據結構和算法是多麼重要。這本書讓我對數據結構的學習不再感到迷茫,而是有瞭一個清晰的學習脈絡和方嚮。

評分

好啊!好啊!

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不錯哦

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還好還好還好還好還好

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好啊!好啊!

評分

此書脈絡清晰,錶述精湛,意駭而不失嚴謹。

評分

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評分

好啊!好啊!

評分

此書脈絡清晰,錶述精湛,意駭而不失嚴謹。

評分

不錯

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