数据结构与算法基础_[中国]徐孝凯_9787113303754

数据结构是计算机及相关专业的一门专业核心课程，主要研究人们日常使用的各类数据如何进行结构化逻辑化组织，如何有效地存入计算机系统中，如何利用各种计算机算法进行快速存取和运算，使之得到有用的结果信息。本教材主要内容包括数据组织所使用的各种逻辑结构，即集合、线性、树、图等结构，数据存储所使用的各种存储结构，即顺序、链接、索引、散列等结构，对数据进行各种运算的算法及其实现，即各种插入、删除、查找、排序、计算、合并、分解等算法。本教材组织和编写将力求做到层次分明，概念清晰，举例丰富，叙述流畅，理论紧密联系实际，前后有机统一。

数据结构是计算机及其相关专业的一门核心骨干课程，主要讨论数据的逻辑结构和存储结构，以及对数据的运算、算法（运算方法和过程）和在计算机系统上的实现（算法执行）。数据的逻辑结构简称数据结构，它是对数据进行有效组织的各种联系方式（方法），总体上有集合结构、线性结构、树形结构、图结构等四种基本结构，以及在基本结构基础上构造出来的各种各样的组合结构。人们在利用计算机进行数据处理时，可以根据需要选用任一种合适的数据结构来组织数据。算法就是在数据结构的基础上对数据进行相应运算的方法和过程，思考和解决问题（即如何运算）的思路不同，设计出来的算法也不同，在计算机上执行的快慢程度也不同。当然，如果设计出的算法是正确和有效的，通过执行就能够得到正确的数据处理结果。算法并不是一个新鲜的名词，是一直存在着的，在以前传统社会，对数据进行运算的各种算法都是通过手工计算完成的，只有进入现代计算机和信息社会时代，算法才得以在计算机上执行。当然其传统算法也要根据在计算机上执行的需要而做出相应的修改和变化。要使自己设计出的算法能够在计算机上执行，必须借助一种计算机语言作为工具，将其编写成相关的程序代码。本书利用C语言作为其算法设计语言，编写出相应的函数定义模块，进而通过函数调用实现其算法功能。算法在计算机上执行时，其待处理的数据来自计算机存储系统中存储的数据，所以现实生活中的数据，包括其选用的数据结构，还必须事先按照一定的存储方法（存储结构），使之有效地保存到计算机存储器中，供算法执行时访问和处理，算法处理结果也需要保存到计算机存储器中，或打印输出供用户使用。学习数据结构课程的目的是要学会根据数据处理问题的需要，选择合适的数据结构和存储结构，根据相应的运算设计出算法，进而编写出相应的程序代码，并在计算机上执行（运行）后得到处理结果。本书按照十四五高等学校新工科计算机类专业系列教材总体编写规划的要求编写，适合作为普通高校数据结构课程的教材。本书符合课程自身学科特点，注重突出其实用性、简明性、系统性和基础性，让学生能够收到学以致用、事半功倍的良好效果。本书共分为10章。第1章讨论数据的各种基本数据结构，算法的定义以及评价标准等内容，为学习后续各章内容做好准备和铺垫。第2章讨论数据的集合结构，以及相应运算、存储结构和算法实现（即编写代码）。第3章讨论数据的线性结构（线性表），以及相应运算、存储结构和算法实现。第4章讨论数据的栈结构和队列结构（它们都是线性数据结构中的特殊结构），以及它们的运算、存储结构和算法实现。第5章讨论树形结构和其中典型的二叉树结构，以及它们的运算、存储结构和算法实现。第6章讨论二叉树的应用，列举了搜索二叉树、堆和哈夫曼树的定义、运算和相应的算法实现。第7章讨论数据的图结构和运算，以及相应的存储结构和算法实现。第8章讨论图的具体应用，其中包括求一个图的最小生成树、最短路径、拓扑排序和关键路径。第9章讨论对数据进行的各种查找方法和算法，主要有二分查找、索引查找、散列查找和B树查找等。第10章讨论对数据进行的各种排序方法和算法，主要有堆排序、快速排序、归并排序、外存数据文件排序等。编者精心编写本书，力求本书内容比同类教材更加系统规范，更加简明实用。由于编者能力所限，错误和不足之处在所难免，敬请广大同行和读者批评指正！本书中所有习题的详细解答及课件等资源可以在中国铁道出版社教育资源数字化平台（https://www.tdpress.com/51eds/）免费下载。另外，还可以通过QQ号（771229083）与编者联系。徐孝凯 2023年3月

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