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数据结构 课件PPT

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数据对象是性质相同的数据元素的集合,是数据的一个子集。
数据元素(Data Element)
数据元素是组成数据的基本单位,是计算机程序加工处理的基本单位,在计算机中通常 作为一个整体进行考虑和处理。
数据项(Data Item)
数据项(Data Item)是有独立含义的最小单位。一个数据元素可由一个或多个数据 项组成,此时的数据元素通常称为记录(Record)。 例如:表1.1所示,学生信息表是数据,一行表示一个学生的记录,每一条记录就是一个数据 元素,每一个数据元素都是由学号、姓名、性别、出生日期、政治面貌5个数据项组成。
设计算法
编写代码
数值问题 非数值问题
数学方程式 设计合理的数据结构(表、树、图等)
数据结构是一门研究非数值计算程序设计问题中的操作对象,以及 它们之间的关系和操作等相关问题的学科。
数据结构的3种基本结构---线性结构
线性结构
实例:学生信息管理系统
数据结构的3种基本结构---树结构
树结构
实例:八皇后问题
1.5 算法与性能分析---算法的设计要求
算法的设计要求
1.正确性 程序中不含语法错误、算法的执行结果应当满足预先规定的功能和性能要求。
2.可读性 一个好的算法首先应该便于人们理解和相互交流,其次才是机器可执行。可读 性好的算法有助于人对算法的理解,难懂的算法易于隐藏错误且难于调试和修 改。
3.健壮性 一个好的算法,当输入的数据非法时,也能适当地做出正确反应或进行相应的 处理,而不会产生一些莫名其妙的输出结果。
1.5 算法与性能分析---算法的特性
算法的特性
(1)有穷性:有限步骤之内正常结束,不能形成无穷循环,并且每一步骤在可接 受的时间内完成。这里的有穷的概念并不是纯数学意义的,而是在实际应用当 中合理的、可以接受的“有边界”。

《数据结构》课件

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查找操作
顺序查找
二分查找
链表查找
在顺序存储结构的线性表中,查找操 作需要从线性表的第一个节点开始, 逐个比较节点的数据域,直到找到目 标数据或遍历完整个线性表。时间复 杂度为O(n)。
在有序的顺序存储结构的线性表中, 查找操作可以采用二分查找算法。每 次比较目标数据与中间节点的数据域 ,如果目标数据大于中间节点,则在 右半部分继续查找;否则在左半部分 查找。时间复杂度为O(log n)。
数据结构是算法的基础。许多算法的实现需要依赖于特定的数据结构, 因此掌握常见的数据结构是编写高效算法的关键。
数据结构在解决实际问题中具有广泛应用。无论是操作系统、数据库系 统、网络通信还是人工智能等领域,数据结构都发挥着重要的作用。
数据结构的分类
根据数据的逻辑关系,数据结构可以分为线性结构和非线 性结构。线性结构如数组、链表、栈和队列等,非线性结 构如树形结构和图形结构等。
04
数据结构操作
插入操作
顺序插入
在顺序存储结构的线性表中,插入操作 需要找到插入位置的前驱节点,修改前 驱节点的指针,使其指向新节点,然后 让新节点指向后继节点。如果线性表的 第一个节点是空节点,则将新节点作为 第一个节点。
VS
链式插入
在链式存储结构的线性表中,插入操作需 要找到插入位置的前驱节点,修改前驱节 点的指针,使其指向新节点。如果线性表 的第一个节点是空节点,则将新节点作为 第一个节点。

01
02
03
04
图是一种非线性数据结构,由 节点和边组成,其中节点表示 数据元素,边表示节点之间的
关系。
图具有网络结构,节点之间的 关系可以是任意复杂的,包括
双向、单向、无向等。

(2024年)《数据结构》全套课件

(2024年)《数据结构》全套课件

30
树形数据结构的查找算法
二叉排序树的查找
从根节点开始,若查找值小于当前节点 值,则在左子树中查找;若大于当前节 点值,则在右子树中查找。
VS
平衡二叉树的查找
在保持二叉排序树特性的基础上,通过旋 转操作使树保持平衡,提高查找效率。
2024/3/26
31
散列表的查找算法
散列函数的设计
将关键字映射为散列表中位置的函数。
过指针来表示。
链式存储的特点
逻辑上相邻的元素在物理位置上 不一定相邻;每个元素都包含数
据域和指针域。
链式存储的优缺点
优点是插入和删除操作不需要移 动元素,只需修改指针;缺点是
存储密度小、空间利用率低。
2024/3/26
11
线性表的基本操作与实现
插入元素
在线性表的指定位 置插入一个元素。
查找元素
在线性表中查找指 定元素并返回其位 置。
自然语言处理的应用
在自然语言处理中,需要处理大量的文本数据,数据结构中的字符 串、链表、树等可以很好地支持文本的处理和分析。
41
数据结构在计算机网络中的应用
2024/3/26
路由算法的实现
计算机网络中的路由算法需要大量的数据结构支持,如最短路径 树、距离向量等。
网络流量的控制
在计算机网络中,需要对网络流量进行控制和管理,数据结构中的 队列、缓冲区等可以很好地支持流量的控制。
37
06
数据结构的应用与拓展
2024/3/26
38
数据结构在算法设计中的应用
01
作为算法设计的基 础
数据结构为算法提供了基本操作 和存储方式,是算法实现的重要 基础。
02
提高算法效率

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二叉树的性质
二叉树具有五种基本形态,即空二叉树、只有一个根节点的二叉树、只有左子树或右子 树的二叉树、以及左右子树均有的二叉树。此外,二叉树还具有一些重要性质,如二叉
树的第i层最多有2^(i-1)个节点(i>=1),深度为k的二叉树最多有2^k-1个节点 (k>=1)等。
二叉树的遍历算法
先序遍历
先访问根节点,然后遍 历左子树,最后遍历右
05
图论基础及图的存储结构
图论基础概念介绍
图的基本概念
由顶点(Vertex)和边(Edge)组成的数 据结构,表示对象及其之间的关系。
图的遍历
通过某种方式访问图中所有顶点的过程, 常见的遍历算法有深度优先遍历(DFS)和 广度优先遍历(BFS)。
有向图与无向图
根据边是否有方向,图可分为有向图和无 向图。
时间复杂度
平均时间复杂度和最坏时 间复杂度均为O(n)。
适用场景
适用于数据量较小或数据 无序的情况。
查找算法设计之二分查找法
算法思想
在有序数组中,取中间元素与目标元素比较,若相等则查找成功;若目标元素小于中间元素, 则在左半部分继续查找;若目标元素大于中间元素,则在右半部分继续查找。
时间复杂度
平均时间复杂度和最坏时间复杂度均为O(log n)。
连通图与连通分量
在无向图中,任意两个顶点之间都存在路 径,则称该图是连通图;否则,称该图的 极大连通子图为连通分量。
顶点的度
在无向图中,顶点的度是与该顶点相关联 的边的数目;在有向图中,顶点的度分为 入度和出度。
图的存储结构之邻接矩阵法
邻接矩阵表示法
用一个二维数组表示图中顶点之 间的关系,若顶点i与顶点j之间 存在一条边,则数组元素值为1

数据结构讲义精品PPT课件

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003 陈诚 02 男 19840910 638
… … … ……

数据元素
数据结构 具有结构的数据元素的集合。它包 括数据元素的逻辑结构、存储结构和相适应的 运算。
逻辑结构
数据元素之间的逻辑关系,与计算机无关。 可用一个二元组表示:Data_Structure = (D,R) D:数据元素的有穷集合,R:集合D上关系的有穷集合。
《The Art of Computer Programming》
Art Evans
数据结构在计算机科学中是一门综合性的专业基础课, 也是计算机专业的必修课,是其它许多课程的先修课程, 是设计编译程序、操作系统、数据库系统等系统程序和 大型应用程序的重要基础。
1.2 基本概念和术语
基本术语
数据 被计算机加工处理的对象。 数据元素(记录、表目) 数据的基本单位,
几种常用的运算有: (1)建立数据结构 (2)清除数据结构 (3)插入数据元素 (4)删除数据元素 (5)排序
(6)检索* (7)更新 (8)判空和判满* (9)求长*
*操作为引用型操作,即数据值不发生变化; 其它为加工型操作。
抽象数据类型
抽象数据类型 ADT( Abstract Data Type ): 数据类型概念的引伸。指一个数学模型以及在其上定义的操作集 合,与计算机无关。 数据类型:一组值的集合和定义在其上的一组操作的总称。
抽象数据类型的描述方法
ADT 抽象数据类型名 { 数据对象:〈数据对象的定义〉 数据关系:〈数据关系的定义〉 基本操作:〈基本操作的定义〉
} ADT 抽象数据类型名
其中基本操作的定义格式为:
基本操作名(参数表) 初始条件:〈初始条件描述〉 操作结果:〈操作结果描述〉

数据结构ppt课件完整版

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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。
数据结构分类
根据数据元素之间关系的不同, 数据结构可分为线性结构、树形 结构、图形结构等。
4
数据结构重要性
01
02
03
提高算法效率
合理的数据结构可以大大 提高算法的执行效率,减 少时间和空间复杂度。
33
案例三:最小生成树在通信网络优化中应用
Kruskal算法
基于并查集实现,按照边的权值从小到大依次添加边,直到生成 最小生成树。
Prim算法
从某一顶点开始,每次选择与当前生成树最近的顶点加入,直到 所有顶点都加入生成树。
通信网络优化
最小生成树算法可用于通信网络优化,通过选择最优的通信线路 和节点,降低网络建设和维护成本。
2024/1/28
简化程序设计
数据结构的设计和实现可 以简化程序设计过程,提 高代码的可读性和可维护 性。
解决实际问题
数据结构是解决实际问题 的基础,如排序、查找、 图论等问题都需要依赖于 特定的数据结构。
5
相关术语解析
数据元素
数据元素是数据的基本 单位,通常作为一个整
体进行考虑和处理。
2024/1/28
02
队列的基本操作包括入队(enqueue)、出队( dequeue)、查看队首和队尾元素等。
03
队列的特点
2024/1/28
04
数据从队尾入队,从队首出队。
05
队列中元素的插入和删除操作分别在两端进行,因此也称 为双端操作。
06
队列中没有明显的头尾标记,通常通过计数器或循环数组 等方式实现。
15
栈和队列应用举例

数据结构与算法讲义课件

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04
基础算法
排序算法
冒泡排序
通过重复地比较相邻元素并交换位置,使得较大 的元素逐渐向数组尾部移动,最终实现数组序序列的合适位置, 使得已排序序列保持有序,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,将其放到已排序序列的末尾,直到所有 元素均排序完毕。
03
算法概述
算法的定义与特性
总结词
算法是解决问题的步骤集合,具有确定 性、有限性、输入和输出。
VS
详细描述
算法是解决问题的明确、具体的步骤集合 ,每个步骤都有确切的含义,不存在歧义 。算法在执行过程中,从开始到结束,是 确定性的,每一步都有确定的输入和输出 。算法在有限的时间内完成执行,无论何 种情况下都能得出结果。算法具有输入和 输出,可以接受外部数据,并对外输出结 果。
快速排序
通过选取一个基准元素,将数组分成两部分,其 中一部分的所有元素都比基准元素小,另一部分 的所有元素都比基准元素大,然后递归地对这两 部分进行快速排序。
查找算法
线性查找
从数组的第一个元素开始,逐个比较 每个元素,直到找到目标元素或遍历 完整个数组。
哈希查找
利用哈希函数将键值转化为数组下标, 然后在相应的数组下标处查找目标元 素。
性是指算法在修改和升级时的难易程度。
算法的分类
总结词
详细描述
根据不同标准可以将算法分为不同类型,如 按照功能、按照应用领域、按照设计方法等。
按照功能可以将算法分为排序算法、搜索算 法、图论算法等。按照应用领域可以将算法 分为计算机视觉算法、自然语言处理算法等。 按照设计方法可以将算法分为分治法、贪心 法、动态规划法等。

总结词

数据结构课程讲义ppt课件

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...
...
... 数据集
控制区域
控制区

46
2. 控制区间是用户进行一次存取的 逻辑单位,可看成是一个逻辑磁道。 但它的实际大小和物理磁道无关。
控制区域由若干控制区间和它们
的索引项组成,可看成是一个逻辑柱面。
VSAM文件初建时,每个控制区 间内的记录数不足额定数,并且有的 控制区间内的记录数为零。
23
假设对外存进行一次读/取为s个 记录,则整个批处理过程中读/写外存 的次数为2(m/s+(m+n)/s)
(其中s为对外存进行一次读/取的 记录数)。
24
10.4 索 引 文 件
一、结构特点:
1.索引文件由“主文件”和多级“索引”组成; 2.索引中的每个记录由“关键字”和“指针”组成; 3.通常,索引文件中的主文件是无序文件,索引是 (按关键字有序)的有序文件; 4.“索引”是在输入数据建立文件时自动生成。初 建时的“静态索引”为无序文件,经过排序后成为有序
12
五、文件的操作:
1.检索
顺序存取:存取“当前记录的” 下一个记录; 直接存取:存取第i个记录; 按关键字存取:存取其关键字 等于给定值的记录。
13
2.修改 往文件中插入一个或一批记录; 从文件中删除一个或一批记录; 更新文件中某个记录的属性。
14
3.排序 文件的操作方式可以实时处理或 批量处理。
2.操作的特点:
检索
插入
删除
39
检索:
可有两种方式:
顺序存取— 依关键字最小至大顺序 存取。
按关键字存取— 从主索引开始,到 柱面索引,到磁道索引,最后取 得记录,先后访问四次外存。
40
插入:
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  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

b.num=99103;b.score=90; 学号和成绩*/
c.num=99107;c.score=85; p=p->next;
//a 、b、 c变量赋值
}while(
);
}
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答:p!=NULL
实验内容及要求
9、设计一个可进行复数运算的演示程序。 要求:实现下列六种基本运算:1)由输入 的实部和虚部生成一个复数;2)两个复数 求和;3)两个复数求差;4)两个复数求 积;5)从已知复数中分离出实部;6)从 已知复数中分离出虚部。运算结果以相应 的复数或实数的表示形式显示。
P++; =>P=p->next;
while (p)
{printf(“%ld%5.2f”,p->num,p->score);
P++;
前一页 休息 }
第二讲 线性表
教学目的与要求
– 掌握数据结构中表的基本概念。 – 熟练掌握线性表的基本操作,插入、删除、
查找等运算在顺序存储结构和链接存储结构 上的实现。 – 熟练掌握链表的各种操作和应用。
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讨论
指出下列程序段的错误:
struct student {long num;
答:
float ; struct student *next;
增加:c.next=NULL;
}a,b,c,*p; a.next=&b;
p=a; =>P=&a;
b.next=&c; p=a;
10、设计一个可进行有理数运算的演示程 序。要求:实现两个有理数相加、相减、 相乘以及求分子或求分母的运算。
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实验内容及要求
有10个学生,每个学生的数据包括学号、 姓名、3门课的成绩,从键盘输入10个学 生数据,要求打印出3门课总平均成绩, 以及最高分的学生的数据。
要求:用input函数输入10个学生数据, 用average 函数求总平均分;用max函数 找出最高分的学生数据;总平均分和最高 分学生的数据都在主函数中输出。
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7、设计一个算法求A和B两个单链表表示的集合的 并集。
提示:将A和B合并。
9、用头插法把单链表b中在单链表a中未出 现的结点合并到单链表a中。
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实验三 栈和队列
教学目的与要求
1. 了解栈和队列的特性,以便灵活应用。 2. 熟练掌握栈和有关队列的各种操作和应用。
教学的重点与难点
int length; } typedef struct datatype sqlist ;
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void create (sqlist *a) { int i,n; a->elem=(elemtype *)malloc(MaxLen*sizeof(elemtype)); printf(“创建一个顺序表\n”); printf(“输入元素个数:”); scanf(“%d",&a->length); for (i=0;i<a->length;i++) { printf(“输入第%d个元素值:”,i); scanf(“%d",a->elem+i); } }
栈和有关队列的各种操作和应用
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实验预习检查内容
(3) )*(a->elem+a>length-1-i)
Void disp(sqlist *a) { int I; for (i=0;i<n;i++) printf(“%5d:%d\n”,i+1,*(a-
>elem+i)); }
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void main() { sqlist b,*a; a=&b;; create(a); disp(a); invert(a); disp(a); }
教学的重点与难点
线性表的基本操作在链接存储结构上的实现。
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实验预习检查内容
完成下列程序,指出main的结构 #include <stdio.h> #define MaxLen 50 typedef int elemtype;
struct datatype {elemtype *elem;
数据结构实验讲义
实验一 C语言复习
教学目的与要求
本实验的目的是帮助大家复习C语言的使 用方法,特别是指针、结构体的内容,同 时也为以后的各个实验做准备
教学的重点与难点
指针、结构体、数组三种数据类型的混合 使用
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实验预习检查内容
指针指向数组后,数组元素的访问有哪些形式?
在下列类型定义后,表达式a[3].num的逻辑含义 是什么?类型是什么?
struct student {long num; float score; struct student *next; }a[5];
答:3号元素的num数据域 long类型
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例题
#define NULL 0
head=&a;
struct student
a.next=&b;//a的后续为b
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void invert(sqlist *a)
{
int m=a->length/2,I; elemtype temp; for (I=0;I<m;I++)
{
temp=
;
*(a->elem+i)=
;
=temp;
}
}
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(1)*(a->elem+i)
(2)*(a->elem+a>length-1-i)
{long num;
b.next=&c;
float score;
c.next=NULL;
struct student *next;
p=head;
};
do
main ()
{printf
{ struct student a,b,c,*head,*p; (“%ld%5.1f\n”,p-
a.num=99101;a.score=89.5; >num,p->score );/*输出
前一页 休息
例题
有一个单链表的第一个结点指针为 head,编写一个函数将该单链表逆置, 即最后一个结点变成第一个结点,原 来倒数第二个结点变成第二个结点。
前一页 休息
实验内容及要求
4、7、13必做,其余老师选做几题 4、键盘输入学生信息(包括学号和
成绩),学号为0作为结束标志,建 立其对应的线性表并输出各结点中的 数据。 注:试以顺序表和单链表两种不同的 存储结构实现。
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