本书详细阐述了数据结构与算法的基本概念、实现与应用。从第一章“绪论”开始,深入浅出地介绍了数据结构的概念、学习的必要性、抽象数据类型及其实现、算法与算法分析、实用程序软件包以及实例研究等内容。通过实例,如生命游戏、计算π、一元多项式表示、计算阶乘等,直观地展示了理论知识的应用。
第二章“线性表”详细讲解了线性表的逻辑结构、顺序存储结构、链式存储结构,包括单链表、循环链表、双向链表以及如何在链表中保存当前位置和元素个数。此外,还通过实例研究,如表示一元多项式、计算大整数阶乘,进一步加深了对线性表的理解。
第三章“栈和队列”深入探讨了栈和队列的基本概念、实现及其应用。从顺序栈、链式栈、链队列、循环队列到应用实例,如表达式求值、事件驱动模拟,本书将抽象的理论与实际问题紧密结合,提供了丰富的实践指导。
第四章“串”专注于字符串的定义、实现和模式匹配算法,包括简单、首尾、KMP算法等。通过文本编辑、查找子序列的实例,展示了串操作在信息处理中的重要性。
第五章“数组和广义表”涵盖了数组的基本概念、矩阵的定义与操作、稀疏矩阵、广义表的存储结构与应用。通过稳定伴侣问题、m元多项式表示等实例,进一步拓宽了对数据结构的理解。
第六章“树和二叉树”从树的基本概念出发,深入分析了二叉树的定义、性质、存储结构和遍历算法,以及线索二叉树的实现。通过实例研究,如树与等价关系、Huffman压缩算法,展现了树结构在信息编码和路径查找中的应用。
第七章“图”详细介绍了图的定义、遍历、最小代价生成树、拓扑排序、关键路径、最短路径等核心内容,以及哈密尔顿圈、欧拉问题等经典问题的求解方法。通过实例研究,如周游世界问题、一笔画问题,加深了对图论的理解。
第八章“查找”探讨了静态表与动态查找表的查找方法,包括二叉排序树、二叉平衡树、B树和B+树、散列表等高级查找技术。通过实例研究,如查找最小共同元素、最小元素的查找,展示了高效查找算法在实际问题解决中的价值。
第九章“排序”系统地介绍了各种内部排序方法(插入排序、交换排序、选择排序、归并排序、基数排序)以及外部排序方法,通过实例研究如宴会中来宾数目的最大值、各种排序算法的运行时间测试,以及堆实现优先队列,强化了排序算法的知识。
第十章“文件”讲解了主存储器和辅助存储器、文件结构(顺序文件、索引文件、散列文件)、VSAM文件、多关键字文件等内容,提供了文件系统设计的基础知识。
第十一章“算法设计与分析”涵盖了递归算法、分治算法、动态规划算法、贪心算法、回溯算法、分支限界法等高级算法设计方法,以及算法分析的技巧,包括递归分析、生成函数分析,以及可计算性问题的探讨。
附录部分提供了调和级数、泊松分布、配套软件包、课程设计项目、实验报告格式、课程设计报告格式以及参考文献等补充资料,为读者提供了全面的学习资源和支持。
本书不仅是一本理论与实践并重的教材,还通过丰富的实例和实验题,旨在培养读者的数据结构和算法设计能力,是计算机科学与信息工程专业学生的必备参考书。
该书结合C++面向对象程序设计的特点,构建了数据结构与算法,对所有算法都在VisualC++6.0、VisualC++2005、VisualC++2005Express、Dev-C++和MinGWDeveloperStudio开发环境中进行了严格的测试,作者教学网站提供了大量的教学支持内容。同时《数据结构与算法(C++版)》配有《数据结构与算法(C++版)实验和课程设计教程》(ISBN978-7-302-17503-2)供读者学习参考。