數據結構與算法設計是高等院校理工科各專業計算機應用能力提高的重要技術基礎。本書將數據結構和算法分析與設計的基礎知識相結合，以實際應用為驅動，將數據結構的各種知識融入到實際問題的解決中，對相關算法的核心思想進行深入剖析，并總結比較各類算法的特點和適用范圍，重點培養學生使用數據結構知識分析問題和解決問題的能力，為后繼課程的學習以及從事軟件開發工作打下良好的基礎。 本書系統地講解了數據結構與算法設計的相關知識，全書共有9章，論述了數據結構的基本概念、線性表、棧與隊列、串、數組和廣義表、樹、圖、查找以及排序等內容。為了讓讀者能夠及時地檢查自己的學習效果，把握自己的學習進度，每章后面都附有豐富的習題。 本書既可以作為高等院校各專業“數據結構”課程的教材，也可供準備考研的讀者閱讀參考，同時也可作為工程技術人員和計算機愛好者的參考資料。
1．以解決問題為驅動。每章由案例作為問題的引入，在最后引入相關算法分析與設計的基礎知識。2．側重于算法核心思想的剖析。對算法的核心思想進行剖析，并將各種算法進行分類。3．強調易讀、易學和易教。全部算法和案例嚴格使用C語言編寫.4.配有設計精美、內容豐富的電子教案和素材供授課教師使用。
目 錄
第1章 引論 1
1.1 數據結構的概念 1
1.2 數據結構的內容 5
1.2.1 數據的邏輯結構 5
1.2.2 數據的存儲結構 6
1.3 算法 6
1.3.1 算法的概念 7
1.3.2 算法的評價標準 7
1.3.3 算法的描述 8
1.3.4 算法性能分析 10
習題 14
第2章 線性表 16 目 錄
第1章 引論 1
1.1 數據結構的概念 1
1.2 數據結構的內容 5
1.2.1 數據的邏輯結構 5
1.2.2 數據的存儲結構 6
1.3 算法 6
1.3.1 算法的概念 7
1.3.2 算法的評價標準 7
1.3.3 算法的描述 8
1.3.4 算法性能分析 10
習題 14
第2章 線性表 16
2.1 應用實例 16
2.2 線性表的概念及運算 17
2.2.1 線性表的邏輯結構 17
2.2.2 線性表的運算 17
2.3 線性表的順序存儲 18
2.3.1 順序表 18
2.3.2 順序表的基本運算 19
2.4 線性表的鏈式存儲 23
2.4.1 單鏈表 23
2.4.2 單鏈表基本運算 24
2.4.3 循環鏈表 31
2.4.4 雙向鏈表 32
2.4.5 靜態鏈表 33
2.5 順序表和鏈表的比較 33
2.6 實例分析與實現 34
習題 42
第3章 棧和隊列 45
3.1 應用實例 45
3.2 棧 46
3.2.1 棧的概念及運算 46
3.2.2 棧的順序存儲結構 47
3.2.3 棧的鏈式存儲結構 50
3.2.4 棧的應用 52
3.3 隊列 57
3.3.1 隊列的概念及其運算 57
3.3.2 循環隊列 59
3.3.3 鏈隊列 61
3.4 實例分析與實現 63
3.5 算法總結——遞歸與分治算法 69
習題 71
第4章 串 73
4.1 應用實例 73
4.2 串及其運算 74
4.2.1 串的基本概念 74
4.2.2 串的基本運算 75
4.2.3 串的基本運算示例 77
4.3 串的存儲結構及實現 77
4.3.1 定長順序串 77
4.3.2 堆串 80
4.3.3 塊鏈串 82
4.4 串的模式匹配 83
4.4.1 BF模式匹配算法 84
4.4.2 KMP模式匹配算法 85
4.5 實例分析與實現 91
4.5.1 串的實例分析 91
4.5.2 簡單文本編輯軟件的實現 92
4.6 算法總結 94
習題 95
第5章 多維數組和廣義表 97
5.1 應用實例 97
5.2 多維數組 97
5.3 矩陣的壓縮存儲 99
5.3.1 特殊矩陣 99
5.3.2 稀疏矩陣 100
5.4 廣義表 107
5.4.1 廣義表的概念 107
5.4.2 廣義表的存儲 108
5.4.3 廣義表的操作 109
5.5 實例分析與實現 111
習題 113
第6章 樹 115
6.1 應用實例 115
6.2 樹的概念 117
6.2.1 樹的定義與表示 117
6.2.2 樹的基本術語 118
6.2.3 樹的抽象數據類型定義 119
6.3 二叉樹 120
6.3.1 二叉樹的定義 120
6.3.2 二叉樹的性質 122
6.3.3 二叉樹的存儲 124
6.4 二叉樹的遍歷 126
6.4.1 二叉樹的遍歷及遞歸實現 126
6.4.2 二叉樹遍歷的非遞歸實現 128
6.4.3 遍歷算法的應用 132
6.4.4 由遍歷序列確定二叉樹 136
6.5 線索二叉樹 137
6.5.1 線索二叉樹的基本概念 137
6.5.2 線索二叉樹的基本操作 138
6.6 樹和森林 140
6.6.1 樹的存儲 140
6.6.2 樹、森林與二叉樹的轉換 143
6.6.3 樹和森林的遍歷 146
6.7 哈夫曼樹及其應用 148
6.7.1 哈夫曼樹 148
6.7.2 哈夫曼編譯碼 151
6.8 實例分析與實現 153
6.8.1 表達式樹 153
6.8.2 樹與等價類的劃分 155
6.8.3 回溯法與N皇后問題 158
6.9 算法總結 160
習題 161
第7章 圖 164
7.1 應用實例 164
7.2 圖的基本概念 165
7.3 圖的存儲結構 167
7.3.1 鄰接矩陣 167
7.3.2 鄰接表 169
7.3.3 十字鏈表 171
7.3.4 多重鏈表 172
7.4 圖的遍歷 173
7.4.1 深度優先搜索遍歷 173
7.4.2 廣度優先搜索遍歷 175
7.5 圖的應用 176
7.5.1 最小生成樹 176
7.5.2 拓撲排序 181
7.5.3 關鍵路徑 184
7.5.4 最短路徑 188
7.6 實例分析與實現 192
7.7 算法總結——貪心算法 199
習題 203
第8章 查找 207
8.1 概述 207
8.2 基于線性表的查找 208
8.2.1 順序查找 208
8.2.2 折半查找 210
8.2.3 索引查找 213
8.3 基于樹的查找 214
8.3.1 二叉排序樹 214
8.3.2 平衡二叉樹 220
8.3.3 B樹和B+樹 228
8.3.4 伸展樹 234
8.3.5 紅黑樹 236
8.4 散列 241
8.4.1 Hash函數的構造方法 241
8.4.2 處理沖突的方法 243
8.4.3 Hash表查找 245
8.5 算法總結 248
習題 249
第9章 排序 252
9.1 概述 252
9.2 插入類排序 254
9.2.1 直接插入排序 255
9.2.2 折半插入排序 257
9.2.3 希爾排序 258
9.3 交換類排序 259
9.3.1 冒泡排序 259
9.3.2 快速排序 262
9.4 選擇類排序 264
9.4.1 簡單選擇排序 264
9.4.2 樹形選擇排序 265
9.4.3 堆排序 267
9.5 歸并類排序 272
9.5.1 二路歸并排序 272
9.5.2 自然歸并排序 274
9.6 分配類排序 275
9.6.1 多關鍵字排序 275
9.6.2 鏈式基數排序 276
9.7 外部排序 278
9.7.1 置換選擇排序 279
9.7.2 多路歸并外排序 281
9.8 算法總結 285
習題 286
參考文獻 288
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