数据结构耿国华高教版第2章精品PPT课件
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数据结构 (2).ppt
INSERT(L,x,i)
DELETE(L,i)
2020/5/10
数据结构
22
顺序表的特点： 用物理位置上的邻接关系表示结点间的逻辑关系
顺序表的优点： （1）无须增加额外的存储空间表示结点间的逻辑关系。
（2）可以方便地随机存取表中任一结点。
顺序表的缺点： （1）插入和删除运算不方便，通常须移动大量结点，效率 较低。 （2）难以进行连续的存储空间的预分配，尤其是当表变化 较大时。
数据结构
15
第一章 概 论
本章要求:
1、掌握数据、数据元素、数据结构等基本概念。 2、掌握数据逻辑结构和物理结构的分类。 3、学会算法分析的基本方法。
2020/5/10
数据结构
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第二章 线性表
本章要学习的主要内容 1、线性表的逻辑结构及基本运算 2、线性表的顺序存储结构 3、线性表的链式存储结构：单链表、循环链表、双 链表、静态链表 4、顺序表和链表的比较
2.数据元素(Data Element): 数据的基本单位, 即数据集合中的一个个体。也称元素、 结点、顶点、记录
数据元素由数据项(data item)组成
数据项:是具有独立含义的最小标识单位 关键字（key)：唯一能识别一个数据元素的数据项。
2020/5/10
数据结构
4
3、数据类型(Data Type): 是具有相同性质的计算机数据的集合及在这个
顺序表是一种随机存取结构
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数据结构
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4、顺序表的描述：
typedef int datetype; #define maxsize 1024 typedef struct { datatype data[maxsize];
数据结构第二章答案课件
a1 a2
…
an e …
}
S.base
S.topS.top
Status Pop (SqStack &S, ElemType &e) {
// 若栈不空，则删除S的栈顶元素，
// 用e返回其值，并返回OK；
// 否则返回ERROR
if (S.top == S.base) return ERROR;
e = *--S.top;
1 (n 0,1)
相应的算法：
n! n * (n 1)! (n 1)
float fact(int n)
{ if (n==0||n==1) s=1;
else s=n*fact(n-1);
return s; }
若求5!，递归调用执行过程：
主函数 mani() printf(“fact(5)”)
输出 s=120.00
尽管一生只在学校里读过三个月的书但通过勤奋好学勤于思考发明了电灯电报留声机电影等一千多种成果成为著名的发明家例一数制转换例二括号匹配的检验例三表达式求值313尽管一生只在学校里读过三个月的书但通过勤奋好学勤于思考发明了电灯电报留声机电影等一千多种成果成为著名的发明家例一数制转换十进制数n和其他d进制数的转换算法基于以下原理
第一层调用
n=5 s=5*fact(4)
fact(5) =120
第二层调用
n=4 s=4*fact(3)
fact(4) =24
每一次递归调用并未立即得到
结果，而是进一步向深度递归
调用，直到n=1或n=0时，函数 fact才有结果为1，然后再一一 返回计算，最终得到结果。
第三层调用
n=3 s=3*fact(2)
例二、 括号匹配的检验
算法设计与分析耿国华第二章
Chapter
Hale Waihona Puke 22.4.1替换方法
例2.6 汉诺塔算法（见例2.5）的时间复杂 度分析。 假设汉诺塔算法的时间复杂度为T(n)，例 2.5的算法递归方程为：
n 1 1 T ( n) 2T (n 1) 1 n 1
Chapter
2
2.4.1替换方法
利用替换法求解该方程：
T (n) 2T (n 1) 1
2
2.2具有递归特性的问题
• （2）递归定义的数据结构
在数据结构中，如广义表、二叉树、树等结构 其本身均具有固有的递归特性，可以自然地采 用递归法进行处理。 （3）递归求解方法 许多问题的求解过程可以用递归分解的方法描 述，例如：计算两非负整数最大公约数的欧几 里得算法和著名的汉诺塔问题（Hanoi）问题。
T (n) O(2n )
得到该算法的时间复杂度
Chapter
2
2.4.1替换方法
例2.7 2-路归并排序的递归算法分析。 假设初始序列含有n个记录，首先将这n个记 录看成n个有序的子序列，每个子序列的长度为1， 然后两两归并，得到 n / 2个长度为2（n为奇数 时，最后一个序列的长度为1）的有序子序列； 在此基础上，再对长度为2的有序子序列进行两 两归并，得到若干个长度为4的有序子序列；如 此重复，直至得到一个长度为n的有序序列为止。 这种方法被称作2-路归并排序。
F(6) F(5) F(4) F(3) F(2) F(1) F(0) F(1) F(1) F(2) F(3) F(2) F(1) F(2) F(1) F(0) F(3) F(1) F(1) F(4) F(2) F(0)
F(0) F(1) F(0)
图2-1 斐波那契算法的递归结构(n=6)
数据结构ppt教学课件
图形表示 1 2 3 4 5 6 7
Data Structure
2021/4/16
Page 21
逻辑结构
❖ 对数据元素之间存在的逻辑关系的描述； ❖ 可以用一个数据元素的集合和定义在此集合上的若干关系表示。
物理结构（存贮结构）
❖ 数据逻辑结构在计算机中的表示和实现。 ❖ 包含数据元素的映象和关系的映象。
非数值计算问题的数学模型正是本课程要讨论的数据结构。
Data Structure
2021/4/16
Page 11
例如
例1-1：图书馆的书目检索自动化问题
Data Structure
书目卡片
登录号： 书名： 作者名： 分类号： 出版单位： 出版时间： 价格：
2021/4/16
Page 12
例如
例1-1：图书馆的书目检索自动化问题
Data Structure
2021/4/16
Page 20
数据结构的形式定义
❖ 数据结构是一个二元组 Data_Structure=(D,S) 其中，D是数据元素的有限集，S是D上关系的有限集。
例如： list=(D,R) 其中：D={1,2,3,4,5,6,7}
R={<1,2>,<2,3>,<3,4>,<4,5>,<5,6>,<6,7>}
第一章 绪论
重点和难点
❖ 重点：了解有关数据结构的各个名词和术语的含义，以及语句频 度和时间复杂度、空间复杂度的估算。
❖ 难点：无
知识点
❖ 数据、数据元素、数据结构、数据类型、抽象数据类型、算法及 其设计原则、时间复杂度、空间复杂度
Data Structure
Data Structure
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逻辑结构
❖ 对数据元素之间存在的逻辑关系的描述； ❖ 可以用一个数据元素的集合和定义在此集合上的若干关系表示。
物理结构（存贮结构）
❖ 数据逻辑结构在计算机中的表示和实现。 ❖ 包含数据元素的映象和关系的映象。
非数值计算问题的数学模型正是本课程要讨论的数据结构。
Data Structure
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例1-1：图书馆的书目检索自动化问题
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书目卡片
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例1-1：图书馆的书目检索自动化问题
Data Structure
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数据结构的形式定义
❖ 数据结构是一个二元组 Data_Structure=(D,S) 其中，D是数据元素的有限集，S是D上关系的有限集。
例如： list=(D,R) 其中：D={1,2,3,4,5,6,7}
R={<1,2>,<2,3>,<3,4>,<4,5>,<5,6>,<6,7>}
第一章 绪论
重点和难点
❖ 重点：了解有关数据结构的各个名词和术语的含义，以及语句频 度和时间复杂度、空间复杂度的估算。
❖ 难点：无
知识点
❖ 数据、数据元素、数据结构、数据类型、抽象数据类型、算法及 其设计原则、时间复杂度、空间复杂度
Data Structure
数据结构ppt课件完整版
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
数据结构课件第2章
SqStack S; ElemType e;
InitStack_Sq(S, 10, 5); // 栈S的初始容量为10
while(N!=0) {
Push_Sq(S, N%8); // 将N除以8的余数入栈
N /= 8;
// N取值为其除以8的商
}
while(FALSE==StackEmpty_Sq(S)) {
括号匹配
int i = 0; ElemType e; SqStack S; InitStack_Sq(S, n, 5);
Status Matching(char *exp, int n)
while(i<n) { switch(exp[i]) {
当读入完所有括号时，检查栈：
case '(': case '[': Push_Sq(S, exp[i]); i++;
本章主要内容
2.1 典型线性数据结构 2.2 顺序栈 2.3 循环队列 2.4 顺序表 2.5 链栈与链队列 2.6 线性表的链式表示与实现 2.7 线性表两种存储结构的比较
2.1典型的线性结构
栈(stack)：只允许在序列末端进行操作的线性结 构；
队列(queue)： 只允许在序列两端进行操作的线 性结构；
样式： 数据 指针
或 指针 数据 指针
数据域：存储元素数 值数据
指针域：存储直接后继或者直接前 驱的存储位置
1.7.3节的链表存储结构
链式存储
线性结构的链式存储表示
a1
a2
…
an ∧
栈、队列和线性表的链式存储表示
链栈 链队列 单链表、双向链表、循环链表、双向循环链表
2.2 栈的顺序表示和实现
数据结构专科电子教案二(高职高专)PPT课件
cerr << “List overflow!” << endl; exit (1) ; } for ( int i = L.size –1; i >= 0 ; i - - )
L.list[i+1]=L.list[i]; L.list[0]=item; L.size ++; }
30
11 . 向线性表中满足条件的位置插 入一个元素
const int MaxSize=50 ; struct List {
ElemType list[MaxSize];
int size; //当前线性表长度
};
9
2.2.2 顺序存储下的线性 表操作的实现
一、有关空表的操作
1.初始化操作
2.清空操作 3.判空操作
10
1 、初始化线性表
void InitList ( List& L ) {
if (L.size = = maxsize) {
cerr << “List overflow!” <<endl; exit (1) ; } L.list[L.size] = item ; L.size++ ; }
27
10、向线性表的表头插入一个元素
下标 0 1 2 3 4 5 6
32 73 47 64 86 58 5
if (x< L.list[j]) L.list[j+1] = L.list[j];
else break; L.list[j+1] =x; } }
14 . 对 线 性 表 进 行 排 序
43
线性表插入排序过程
01234567 42 65 80 74 28 44 36 65 (1) 42 65 80 74 28 44 36 65 (2) 42 65 80 74 28 44 36 65 (3) 42 65 74 80 28 44 36 65 (4) 28 42 65 74 80 44 36 65 (5) 28 42 44 65 74 80 36 65 (6) 28 36 42 44 65 74 80 65 (7) 28 36 42 44 65 65 74 80
L.list[i+1]=L.list[i]; L.list[0]=item; L.size ++; }
30
11 . 向线性表中满足条件的位置插 入一个元素
const int MaxSize=50 ; struct List {
ElemType list[MaxSize];
int size; //当前线性表长度
};
9
2.2.2 顺序存储下的线性 表操作的实现
一、有关空表的操作
1.初始化操作
2.清空操作 3.判空操作
10
1 、初始化线性表
void InitList ( List& L ) {
if (L.size = = maxsize) {
cerr << “List overflow!” <<endl; exit (1) ; } L.list[L.size] = item ; L.size++ ; }
27
10、向线性表的表头插入一个元素
下标 0 1 2 3 4 5 6
32 73 47 64 86 58 5
if (x< L.list[j]) L.list[j+1] = L.list[j];
else break; L.list[j+1] =x; } }
14 . 对 线 性 表 进 行 排 序
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线性表插入排序过程
01234567 42 65 80 74 28 44 36 65 (1) 42 65 80 74 28 44 36 65 (2) 42 65 80 74 28 44 36 65 (3) 42 65 74 80 28 44 36 65 (4) 28 42 65 74 80 44 36 65 (5) 28 42 44 65 74 80 36 65 (6) 28 36 42 44 65 74 80 65 (7) 28 36 42 44 65 65 74 80