数据结构概述
837数据结构 大纲
837数据结构大纲摘要：一、数据结构概述1.数据结构定义2.数据结构的重要性3.数据结构的应用领域二、数据结构的分类1.逻辑结构a.集合结构b.线性结构c.树形结构d.图形结构2.物理结构a.顺序存储结构b.链式存储结构三、线性表1.线性表的定义2.线性表的运算3.线性表的应用四、栈和队列1.栈的定义和运算2.队列的定义和运算3.栈和队列的应用五、树1.树的定义和分类2.二叉树的性质和运算3.二叉树的应用六、图1.图的定义和分类2.图的运算3.图的应用七、排序算法1.排序算法的分类2.常见排序算法及其实现3.排序算法的应用和性能分析八、查找算法1.查找算法的分类2.常见查找算法及其实现3.查找算法的应用和性能分析正文：数据结构是计算机科学与技术领域中的重要基础课程，它主要研究数据的逻辑组织、存储、管理和运算。
数据结构在计算机程序设计、系统分析和计算机应用等方面具有广泛的应用。
本大纲将介绍数据结构的概述、分类、线性表、栈和队列、树、图、排序算法和查找算法等内容。
首先，数据结构从逻辑结构和物理结构两个方面进行分类。
逻辑结构主要包括集合结构、线性结构、树形结构和图形结构，而物理结构主要包括顺序存储结构和链式存储结构。
线性表是一种最基本的线性数据结构，具有唯一的头结点和若干个尾结点。
线性表的运算主要包括插入、删除、查找等操作。
线性表在实际应用中有着广泛的应用，例如在数据库、文件系统和编译器等领域都有线性表的身影。
栈和队列是线性表的特殊形式，分别支持后进先出（LIFO）和先进先出（FIFO）的运算。
栈和队列在算法设计、操作系统和网络编程等领域具有重要的应用价值。
树是一种层次化的数据结构，具有一个根节点和多个子节点。
树分为二叉树、二叉搜索树、AVL树等不同类型。
二叉树在计算机科学中具有广泛的应用，例如在编译器、数据库和网络路由等领域都有涉及。
图是一种更复杂的数据结构，由顶点和边组成。
图分为有向图、无向图和混合图等不同类型。
什么是数据结构
什么是数据结构数据结构是计算机科学中的基础概念之一，它是指组织和存储数据的方式，以及数据之间的关系和操作。
在计算机程序设计中，数据结构是指特定数据的组织形式，这些数据可以是数字、字符、实体对象等。
数据结构的选择对于程序的效率和功能具有重要影响。
一、数据结构的基本概念数据结构主要包括以下几个基本概念：1. 数据元素：数据元素是构成数据的最小单位，可以是单个的基本数据类型，也可以是多个基本数据类型组合而成的复合数据类型。
2. 数据项：数据元素中的一个个数据项是可以进行操作的最小单位，也可以理解为一个字段或属性。
3. 数据对象：数据对象是指具有相同性质的数据元素的集合，是数据集合的抽象。
4. 数据结构：数据结构是指数据元素之间的关系以及支持的操作，可以是线性的、非线性的、顺序的、层次的等不同的组织方式。
5. 数据类型：数据类型是一种特定的数据结构，用于描述数据的存储格式和支持的操作。
常见的数据类型包括整型、浮点型、字符型等。
6. 数据存储：数据存储是指数据在计算机中的具体储存形式，可以是内存中的数组、链表，也可以是硬盘中的文件等。
二、常见的数据结构1. 数组：数组是把具有相同类型的数据元素按照一定顺序排列并以连续的内存空间表示的数据结构，通过下标可以快速定位元素。
2. 链表：链表是由若干个结点组成，每个结点包含数据元素和指向下一个结点的指针，它的特点是空间不连续，插入、删除操作较灵活。
3. 栈：栈是一种先进后出的数据结构，只允许在栈顶进行插入和删除操作，类似于弹夹。
4. 队列：队列是一种先进先出的数据结构，只允许在队尾插入元素，在队头删除元素，类似于排队。
5. 树：树是由若干个结点组成的层次结构，每个结点可以有多个子结点，用于表示具有层次关系的数据。
6. 图：图是由若干个结点和边组成，结点表示数据元素，边表示结点之间的关系，用于表示具有复杂关系的数据。
三、数据结构的应用数据结构在计算机领域有广泛的应用，常见的应用包括：1. 数据库管理系统：数据库中的数据需要通过适当的数据结构进行组织和管理，如B+树、散列表等。
软件技术知识基础-数据结构
栈
总结词
栈是一种后进先出（LIFO）的数据结构。
VS
详细描述
栈只允许在末尾进行插入和删除操作，通 常用于实现函数调用、括号匹配等功能。 栈的优点是插入和删除速度快，缺点是空 间利用率较低。
队列
总结词
队列是一种先进先出（FIFO）的数据结构。
详细描述
队列允许在一端进行插入操作，在另一端进 行删除操作，通常用于实现任务调度、缓冲 区处理等功能。队列的优点是空间利用率高， 缺点是插入和删除速度较慢。
软件技术知识基础-数 据结构
目 录
• 数据结构概述 • 线性数据结构 • 非线性数据结构 • 排序与查找 • 数据结构的应用
01
数据结构概述
数据结构的定义
数据结构：数据结构是计算机中组织数据的方式，它定义了数据元素之间的逻辑关系。数据结构是计算机存储、组织数据的 方式，它涉及到数据的逻辑结构、物理结构以及数据元素之间的关系。
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04
排序与查找
排序算法
冒泡排序
通过重复地遍历待排序序列，比较相邻元素的大 小，交换位置，使得较大的元素逐渐往后移动， 最终达到排序的目的。
插入排序
将待排序元素插入到已排序序列中的适当位置， 使得插入后仍然保持有序，直到所有元素均插入 完毕。
选择排序
每次从未排序的元素中选取最小（或最大）的一 个元素，将其放在已排序序列的末尾，直到所有 元素均排序完毕。
快速排序
采用分治策略，通过一趟排序将待排序序列分割 成独立的两部分，其中一部分的所有元素均比另 一部分的元素要小，然后再按此方法对这两部分 继续进行排序，以达到整个序列有序。
查找算法
线性查找
二分查找
哈希查找
数据结构(c语言版)课后习题答案完整版
数据结构(c语言版)课后习题答案完整版数据结构(C语言版)课后习题答案完整版一、数据结构概述数据结构是计算机科学中一个重要的概念，用来组织和存储数据，使之可以高效地访问和操作。
在C语言中，我们可以使用不同的数据结构来解决各种问题。
本文将提供完整版本的C语言数据结构的课后习题答案。
二、顺序表1. 顺序表的定义和基本操作顺序表是一种线性表，其中的元素在物理内存中连续地存储。
在C 语言中，我们可以通过定义结构体和使用指针来实现顺序表。
以下是顺序表的一些基本操作的答案：（1）初始化顺序表```ctypedef struct{int data[MAX_SIZE];int length;} SeqList;void InitList(SeqList *L){L->length = 0;}```（2）插入元素到顺序表中```cbool Insert(SeqList *L, int pos, int elem){if(L->length == MAX_SIZE){return false; // 顺序表已满}if(pos < 1 || pos > L->length + 1){return false; // 位置不合法}for(int i = L->length; i >= pos; i--){L->data[i] = L->data[i-1]; // 向后移动元素 }L->data[pos-1] = elem;L->length++;return true;}```（3）删除顺序表中的元素```cbool Delete(SeqList *L, int pos){if(pos < 1 || pos > L->length){return false; // 位置不合法}for(int i = pos; i < L->length; i++){L->data[i-1] = L->data[i]; // 向前移动元素 }L->length--;return true;}```（4）查找顺序表中的元素```cint Search(SeqList L, int elem){for(int i = 0; i < L.length; i++){if(L.data[i] == elem){return i + 1; // 找到元素，返回位置 }}return -1; // 未找到元素}```2. 顺序表习题解答（1）逆置顺序表```cvoid Reverse(SeqList *L){for(int i = 0; i < L->length / 2; i++){int temp = L->data[i];L->data[i] = L->data[L->length - 1 - i]; L->data[L->length - 1 - i] = temp;}}```（2）顺序表元素去重```cvoid RemoveDuplicates(SeqList *L){for(int i = 0; i < L->length; i++){for(int j = i + 1; j < L->length; j++){if(L->data[i] == L->data[j]){Delete(L, j + 1);j--;}}}}```三、链表1. 单链表单链表是一种常见的链式存储结构，每个节点包含数据和指向下一个节点的指针。
《数据结构》说课稿
《数据结构》说课稿引言概述：数据结构是计算机科学的基础，它研究数据的组织、存储和管理方式，是计算机程序设计的重要组成部分。
本文将从四个方面介绍数据结构的基本概念、常见数据结构类型、数据结构的应用以及学习数据结构的重要性。
一、基本概念1.1 数据结构的定义：数据结构是指一组数据元素及其之间的关系，是数据的逻辑结构和物理结构的抽象。
1.2 数据结构的分类：数据结构可以分为线性结构、非线性结构和文件结构三类，每类又可以细分为多种具体类型。
1.3 数据结构的基本操作：数据结构的基本操作包括插入、删除、查找和修改等，这些操作是对数据进行增删改查的基础。
二、常见数据结构类型2.1 数组：数组是一种线性结构，它由相同类型的数据元素组成，通过下标访问元素，具有随机访问的特点。
2.2 链表：链表是一种非线性结构，它由节点组成，每个节点包含数据和指向下一个节点的指针，可以实现灵活的插入和删除操作。
2.3 栈和队列：栈和队列是两种特殊的线性结构，栈具有先入后出的特点，而队列具有先入先出的特点，它们在算法中有广泛的应用。
2.4 树和图：树和图是两种常见的非线性结构，树是一种层次结构，图是由节点和边组成的网络结构，它们在数据库、网络等领域有重要的应用。
三、数据结构的应用3.1 数据库管理系统：数据库管理系统是基于数据结构的软件，它通过合理的数据结构来存储和管理大量的数据，提供高效的数据访问和操作功能。
3.2 图像处理：图像处理涉及大量的像素数据，通过合适的数据结构可以高效地存储和处理图像，实现图像的压缩、滤波、特征提取等操作。
3.3 算法设计：算法是解决问题的步骤和方法，合适的数据结构可以提高算法的效率和性能，常见的排序、查找和图算法都离不开数据结构的支持。
四、学习数据结构的重要性4.1 提高编程能力：学习数据结构可以培养抽象思维和逻辑思维能力，提高编程的效率和质量。
4.2 解决实际问题：数据结构是解决实际问题的基础，通过合适的数据结构可以更好地组织和管理数据，实现高效的数据处理和分析。
数据结构ppt课件
数据结构的定义数据结构是计算机中存储、组织数据的方式，它定义了数据元素之间的逻辑关系以及如何在计算机中表示这些关系。
提高算法效率合适的数据结构可以显著提高算法的执行效率，降低时间复杂度和空间复杂度。
简化程序设计数据结构为程序设计提供了统一的抽象层，使得程序员可以更加专注于问题本身，而不是底层的数据表示和访问细节。
便于数据管理和维护良好的数据结构设计可以使得数据的管理和维护变得更加方便和高效。
数据结构的定义与重要性线性数据结构中的元素之间存在一对一的关系，如数组、链表、栈和队列等。
线性数据结构非线性数据结构中的元素之间存在一对多或多对多的关系，如树、图等。
非线性数据结构静态数据结构在程序运行期间不会发生改变，如数组、静态链表等。
静态数据结构动态数据结构在程序运行期间可以动态地添加或删除元素，如链表、动态数组等。
动态数据结构数据结构的分类01020304在计算机科学中，数据结构是算法设计和分析的基础，广泛应用于操作系统、编译原理、数据库等领域。
计算机科学在软件工程中，数据结构是软件设计和开发的重要组成部分，用于实现各种软件功能和性能优化。
软件工程在人工智能中，数据结构用于表示和处理各种复杂的数据和知识，如神经网络、决策树等。
人工智能在大数据处理中，数据结构用于高效地存储、管理和分析海量数据，如分布式文件系统、NoSQL 数据库等。
大数据处理数据结构的应用领域0102线性表是具有n个数据元素的有限序列创建、销毁、清空、判空、求长度、获取元素、修改元素、插入元素、删除元素等线性表的定义线性表的基本操作线性表的定义与基本操作03用一段地址连续的存储单元依次存储线性表的数据元素顺序存储结构的定义可以随机存取，即可以直接通过下标访问任意元素；存储密度高，每个节点只存储数据元素顺序存储结构的优点插入和删除操作需要移动大量元素；空间利用率不高，需要提前分配存储空间顺序存储结构的缺点链式存储结构的定义01用一组任意的存储单元存储线性表的数据元素，这组存储单元可以是连续的，也可以是不连续的链式存储结构的优点02插入和删除操作不需要移动大量元素，只需要修改指针；空间利用率高，不需要提前分配存储空间链式存储结构的缺点03不能随机存取，只能通过从头节点开始遍历的方式访问元素；存储密度低，每个节点除了存储数据元素外，还需要存储指向下一个节点的指针0102定义栈（Stack）是一种特殊的线性数据结构，其操作只能在一端（称为栈顶）进行，遵循后进先出（LIFO）的原则。
yct标准教程2第11课
yct标准教程2第11课本课我们将学习yct标准教程的第十一部分：数据结构与算法。
在这一部分中，我们将深入探讨各种数据结构的基本概念和实现方法，以及如何在实际应用中使用它们。
一、数据结构概述数据结构是计算机科学中的重要概念，它描述了如何组织和存储数据以及如何有效地访问和操作数据。
在计算机程序设计中，正确选择和使用数据结构可以提高程序的效率和性能。
二、常见的数据结构1. 线性结构：线性结构是一种常见的数据结构，包括数组、链表、栈、队列等。
这些数据结构用于存储和处理线性数据，如数字、字符串和对象等。
2. 树形结构：树形结构是一种用于表示层次关系的数据结构，包括树、二叉树、图等。
它们用于表示具有层次关系的数据，如文件系统、组织结构等。
3. 图形结构：图形结构是一种用于表示非线性关系的数据结构，包括图、邻接矩阵等。
它们用于表示具有复杂关系的数据，如社交网络、计算机网络等。
三、数组数组是一种线性数据结构，用于存储固定大小的元素集合。
它通常用于存储数值数据，如整数和浮点数。
数组的优点是简单易用，但在处理大量数据时效率较低。
四、链表链表是一种线性数据结构，它通过指针连接元素。
链表具有动态调整大小和高效插入、删除操作的优点，但实现起来较为复杂。
五、栈和队列栈和队列是两种常用的栈形数据结构，它们的特点是后进先出（LIFO）和先进先出（FIFO）。
栈通常用于存储临时数据和函数调用，而队列则常用于实现先进先出的行为。
六、二叉树二叉树是一种树形数据结构，它由一个根节点和两个子节点组成，通常称为左子节点和右子节点。
二叉树具有高度递归的性质，可以用于表示具有层次关系的数据。
七、算法基础在本课中，我们将介绍一些基本的算法概念和技巧，如排序算法、搜索算法和递归算法等。
这些算法在数据处理和程序设计中具有广泛的应用。
总之，正确选择和使用数据结构是编写高效程序的关键之一。
通过学习各种数据结构的特性和应用场景，我们可以更好地理解和解决实际编程问题。
《数据结构》参考教案
《数据结构》参考教案数据结构参考教案教案一：数据结构概述1. 介绍数据结构的定义和作用- 数据结构是指组织数据的方式，从而实现高效访问和操作数据的目的。
- 数据结构对于解决实际问题和优化算法具有重要作用。
2. 数据结构的分类- 线性结构：数组、链表、栈、队列等- 非线性结构：树、图等- 文件结构：顺序文件、索引文件等3. 数据结构的基本操作- 插入、删除、查找、排序等操作教案二：线性结构1. 数组- 定义和基本特点- 一维数组和多维数组- 数组的插入、删除、查找操作- 定义和基本特点- 单链表和双链表- 链表的插入、删除、查找操作3. 栈- 定义和基本特点- 栈的应用场景- 栈的插入、删除、查找操作4. 队列- 定义和基本特点- 队列的应用场景- 队列的插入、删除、查找操作教案三：非线性结构1. 树- 二叉树的定义和基本特点- 二叉查找树的构建和操作- 平衡二叉树的原理和应用- 图的定义和基本特点- 图的表示方法：邻接矩阵、邻接表- 图的遍历算法：深度优先搜索、广度优先搜索教案四：文件结构1. 顺序文件- 顺序文件的组织结构- 顺序文件的插入、删除、查找操作2. 索引文件- 索引文件的组织结构- 索引文件的插入、删除、查找操作3. 散列文件- 散列文件的组织结构- 散列文件的插入、删除、查找操作教案五：高级数据结构1. 堆- 堆的定义和基本特点- 最大堆和最小堆- 堆的插入、删除、查找操作2. 并查集- 并查集的定义和基本特点- 并查集的应用场景- 并查集的操作：合并、查找3. Trie树- Trie树的定义和基本特点- Trie树的插入、删除、查找操作教案六：数据结构的应用1. 图的最短路径算法- 迪杰斯特拉算法- 弗洛伊德算法2. 树的应用：哈夫曼编码- 哈夫曼编码的原理和过程- 哈夫曼编码的应用和效果3. 排序算法比较- 冒泡排序、插入排序、选择排序、快速排序、归并排序- 各种排序算法的时间复杂度和稳定性比较教案七：数据结构的优化与扩展1. 动态规划算法- 动态规划的基本思想和适用条件- 应用举例：背包问题、最长公共子序列等2. 基于数据结构的缓存优化- 缓存机制的原理和应用- 基于哈希表和LRU算法实现缓存优化3. 数据结构的持久化存储- 数据结构的序列化和反序列化- 数据结构的存储和恢复教案八：总结与展望1. 数据结构的重要性和应用价值2. 数据结构的学习方法和技巧3. 数据结构的发展趋势和研究方向教案结束。
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• 数据结构的作用范畴
抽象数据对象的数学模型、明确操作 存储结构上映射数据、实现操作
数据结构
• 数据的逻辑结构 图、树、二叉树、线性表
•
数据的存储结构
顺序方法 链式方法 索引方法 散列方法
•
数据的运算 增加、修改、删除
排序、检索
内容
为什么要学习数据结构 什么是数据与数据结构 逻辑结构、存储结构及数据的操作
学时分配及考核方式
学时分配：授课 上机实验 课外实验 课程成绩： 平时成绩 ＋ 期末考试成绩 56学时 8学时 32学时
平时成绩
期末考试
40％
60％
书面作业、上机实验
闭卷笔试
学时安排
教学内容 第1章 第2章 第3章 绪论 数组 链表 讲课 4 4 4 上机时间 小计 4 4 4
第4章
第5章 第6章 第7章 第8章
栈和队列
递归 树与森林 集合与搜索 图
4
4 10 6 8 8 4
4
4
2 10 6
4
12 6 4
第9章 排序 第10章 索引结构与散列
总
计
56
8
64
数据结构与算法基础
第一部分：数据结构的概念
内容
为什么要学习数据结构 什么是数据与数据结构 逻辑结构、存储结构及数据的操作
计算机解决问题的方法
数据结构的研究问题： 非数值型数据之间的结构关系， 及如何表示，如何存储，如何处理。 数据结构： 讨论描述现实世界实体的数学模型 及其上的操作在计算机中的表示和实现。
为什么要学习数据结构
• 研究和解决非数值数据的组织和处理
非数值计算问题的数学模型，不再是数学方程
例子：线性表、树、图、集合 • 算法+数据结构=程序 算法和数据结构之间的关系 软件系统的架构应当建立在数据之上
本课程学习要求
要求掌握表、栈、队列、串、数组、树、图等常用 的一些数据结构的逻辑形式、存储形式以及实现各 种操作的算法。 熟练使用STL编写大型程序，能根据用户的要求及系 统提供的数据，设计或选择合适的数据结构并能编 写正确的算法解决实际问题。 了解渐进时间复杂度分析方法，掌握常用算法设计 技术。 参与在软件设计各个阶段的工作，学会设计较复杂 的类来实现特殊的应用；学会调试及锁定性能瓶颈； 学会编写简练、有效和可扩充性好的代码。
数据的概念
数据：数据是信息的载体，是描述客观事物的数、 字符、以及所有能输入到计算机中，被计算机程 序识别和处理的符号的集合。 数值性数据 非数值性数据 数据对象：数据的子集。具有相同性质的数据成 员（数据元素）的集合。 整数数据对象 N = { 0, 1, 2, … } 学生数据对象
教材及参考书(1)
教材
殷人昆，陶永雷等编著：《数据结构》（用面向对象方法与 C++描述），清华大学出版社，2005.11
教材及参考书(2)
推荐参考书
Mark Allen Weiss, 《Data Structures and
Problem Solving Using C++》, 影印版，清华
数据的概念
数据元素：数据中的一个“个体”，也称 “数据记录” 。是数 据结构中讨论的基本单位 。 数据项: 相当于记录的“域”, 是数据的不可分割的最小单位。 是数据结构中讨论的最小单位 。 (原子项、组合项) 数据元素
课程编号 024002 024010 024016 024020 024021 024024 024026 课 程 名 程序设计基础 汇编语言 计算机原理 数据结构 微机技术 操作系统 数据库原理 学时 64 48 64 64 64 48 48
数据结构
东北大学软件学院数据结构课程建设小组
本课程学习的目的
通过本课程的学习掌握常用数据结构的逻辑结构特 征、存储结构及相关算法及实现的原理。
学会从问题入手，分析研究计算机加工的数据结构 的特性，以便为应用所涉及的数据设计适当的逻辑 结构、存储结构及其相应的操作算法，并初步掌握 时间和空间分析技术。 学会用C++语言、使用STL进行编程，合理解决问题。 学会书写符合软件工程规范的文件，编写的程序 代码应结构清晰、正确易读，能上机调试并排除错 误。
大学出版社。 Herbert Schildt, C++: The Complete
Reference, Fourth Edition , 周志荣等译 ，电
子工业出版社出版
教材及参考书(3)
习题参考书
面向对象方法与C++描述）
2005.7
殷人昆，徐孝凯编著：《数据结构习题解析》（用
清华大学出版社，
步骤 （1）获取问题的需求 （2）分析问题，从问题抽象出模型 （3）设计阶段，给出解决方案。 （4）估算解决问题的开销，判断其可行性 （5）实现和运行维护
问题求解的过程
通过对 问题的抽象 数据的抽取 算法的设计 分析问题和解决问题，就是应用数据结构 和算法来设计和实现高效程序。
问题求的案例
软的开设顺序；
C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 高等数学 程序设计基础 离散数学 C1, C2 数据结构 C3, C2 高级语言程序设计C2 编译方法 C5, C4 操作系统 C4, C9 普通物理 C1 计算机原理 C8
原始数据 结果数据
程序
描述问题领域中实际对象的数据及数据间的相互关系 按照数据及其关系的特点将数据存储到计算机中的存 储器中 编写算法模拟对象领域中的求解过程
数据结构和算法互为存在
问题求解的案例
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