數據結構――C++語言描述

目 錄
第1章 概論\t1
1．1 問題求解方法\t1
1．1．1 問題和問題求解\t1
1．1．2 問題求解過程\t1
1．1．3 計算機求解問題的過程\t2
1．2 什么是數據結構\t2
1．2．1 算法與數據結構\t2
1．2．2 數據結構基本概念\t3
1．2．3 數據的邏輯結構\t4
1．2．4 數據的存儲表示\t5
1．2．5 數據結構的操作\t6
1．3 數據抽象和抽象數據類型\t7
1．3．1 數據抽象和過程抽象\t7
1．3．2 模塊化、封裝與信息隱蔽\t7
1．3．3 數據類型和抽象數據類型\t8
1．4 面向對象方法\t10
1．4．1 面向對象方法的由來\t10
1．4．2 面向對象方法的基本思想\t10
1．4．3 面向對象方法的基本要素\t11
1．4．4 抽象數據類型和面向對象方法\t12
1．4．5 C++語言對抽象數據類型的支持\t13
1．5 描述數據結構和算法\t13
1．5．1 數據結構的規(guī)范\t13
1．5．2 實現(xiàn)數據結構\t14
1．6 算法分析的基本方法\t15
1．6．1 算法及其性能標準\t15
1．6．2 算法的時間復雜度\t16
1．6．3 漸近時間復雜度\t18
1．6．4 最好、最壞和平均情況時間復雜度\t19
1．6．5 算法按時間復雜度分類\t19
1．6．6 算法的空間復雜度\t19
本章小結\t20
習題1\t20
第2章 數組和鏈表\t22
2．1 兩種基本的存儲表示方式\t22
2．2 結構和類\t22
2．2．1 結構\t22
2．2．2 結構表示元素\t23
2．3 指針和動態(tài)存儲分配\t24
2．3．1 指針\t24
2．3．2 動態(tài)存儲分配\t25
2．3．3 靜態(tài)變量和動態(tài)變量\t26
2．4 數組\t26
2．4．1 一維數組\t26
2．4．2 二維數組\t27
2．4．3 多維數組\t28
2．4．4 數組和指針\t28
2．4．5 固定長度數組和可變長度數組\t28
2．5 鏈表\t29
2．5．1 指向結構的指針\t30
2．5．2 單鏈表\t30
2．5．3 帶表頭結點的單鏈表\t33
2．5．4 單循環(huán)鏈表\t33
2．5．5 雙向鏈表\t33
2．6 采用模擬指針的鏈表\t35
2．6．1 結點結構\t35
2．6．2 可用空間表\t35
2．7 異常處理\t37
本章小結\t38
習題2\t38
第3章 棧和隊列\(zhòng)t40
3．1 棧\t40
3．1．1 棧ADT\t40
3．1．2 棧的順序表示\t41
3．1．3 棧的鏈接表示\t44
3．2 隊列\(zhòng)t47
3．2．1 隊列ADT\t47
3．2．2 隊列的順序表示\t48
3．2．3 隊列的鏈接表示\t51
3．3 表達式計算\t51
3．3．1 表達式\t51
3．3．2 中綴表達式轉換為后綴表達式\t52
3．3．3 計算后綴表達式的值\t55
3．4 演示與測試\t58
本章小結\t61
習題3\t61
第4章 遞歸\t63
4．1 遞歸和遞歸算法\t63
4．1．1 遞歸的概念\t63
4．1．2 遞歸算法示例\t64
4．2 歸納證明\t66
4．3 遞推關系\t67
4．4 實現(xiàn)遞歸\t67
4．4．1 函數調用和系統(tǒng)棧\t68
4．4．2 遞歸函數的性能\t69
4．4．3 尾遞歸\t69
4．4．4 消去遞歸\t70
本章小結\t70
習題4\t70
第5章 線性表和串\t72
5．1 線性表\t72
5．1．1 線性表ADT\t72
5．1．2 線性表的順序表示\t73
5．1．3 線性表的鏈接表示\t76
5．1．4 兩種存儲表示的比較\t79
5．2 一元多項式算術運算\t80
5．2．1 多項式ADT\t80
5．2．2 多項式的鏈接表示\t80
5．2．3 項結點類\t81
5．2．4 多項式類\t82
5．2．5 多項式的輸入和輸出\t83
5．2．6 多項式相加\t84
5．2．7 多項式相乘\t85
5．2．8 重載運算符\t86
5．3 串\t86
5．3．1 串ADT\t86
5．3．2 串的存儲表示\t87
5．3．3 串運算的實現(xiàn)\t88
5．3．4 簡單模式匹配算法\t89
5．3．5 KMP算法\t91
本章小結\t95
習題5\t95
第6章 數組和廣義表\t97
6．1 數組作為抽象數據類型\t97
6．1．1 數組ADT\t97
6．1．2 一維數組的C++類\t98
6．2 矩陣\t99
6．2．1 矩陣的概念\t99
6．2．2 矩陣ADT\t99
6．2．3 矩陣的二維數組表示\t100
6．3 特殊矩陣\t101
6．3．1 對稱矩陣\t101
6．3．2 帶狀矩陣\t102
6．4 稀疏矩陣\t103
6．4．1 稀疏矩陣的三元組表\t103
6．4．2 稀疏矩陣轉置\t105
6．4．3 稀疏矩陣相加\t107
6．4．4 稀疏矩陣相乘\t108
6．5 稀疏矩陣的正交鏈表\t109
6．5．1 正交鏈表結構\t109
6．5．2 正交鏈表結點類\t110
6．5．3 正交鏈表類\t111
6．5．4 建立正交鏈表\t111
6．5．5 輸出正交鏈表\t113
6．6 廣義表\t113
6．6．1 廣義表的概念\t113
6．6．2 廣義表ADT\t114
6．6．3 廣義表的存儲表示\t115
6．6．4 廣義表算法\t116
本章小結\t116
習題6\t117
第7章 樹\t118
7．1 樹的基本概念\t118
7．1．1 樹的定義\t118
7．1．2 基本術語\t119
7．2 二叉樹\t120
7．2．1 二叉樹的定義\t120
7．2．2 二叉樹的性質\t121
7．2．3 二叉樹ADT\t122
7．2．4 二叉樹的存儲表示\t123
7．2．5 二叉樹類\t123
7．2．6 實現(xiàn)二叉樹的基本操作\t124
7．3 二叉樹的遍歷\t126
7．3．1 二叉樹遍歷算法\t126
7．3．2 二叉樹遍歷的遞歸算法\t128
7．3．3 二叉樹遍歷的應用實例\t129
7．4 二叉樹遍歷的非遞歸算法\t131
7．4．1 遍歷器類\t131
7．4．2 中序遍歷器類\t132
7．4．3 后序遍歷器類\t134
7．5 二叉線索樹\t136
7．5．1 二叉線索樹的定義\t136
7．5．2 構造中序線索樹\t137
7．5．3 遍歷中序線索樹\t138
7．6 樹和森林\t139
7．6．1 森林與二叉樹的轉換\t139
7．6．2 樹和森林的存儲表示\t141
7．6．3 樹和森林的遍歷\t142
本章小結\t143
習題7\t143
第8章 樹的應用\t145
8．1 堆\t145
8．1．1 堆的定義\t145
8．1．2 堆的順序表示\t145
8．1．3 向下調整和建堆操作\t145
8．2 優(yōu)先權隊列\(zhòng)t147
8．2．1 優(yōu)先權隊列ADT\t147
8．2．2 優(yōu)先權隊列類\t148
8．2．3 實現(xiàn)優(yōu)先權隊列\(zhòng)t148
8．3 哈夫曼樹和哈夫曼編碼\t150
8．3．1 樹的路徑長度\t151
8．3．2 哈夫曼算法\t152
8．3．3 哈夫曼樹類\t152
8．3．4 構造哈夫曼樹\t153
8．3．5 哈夫曼編碼\t155
8．3．6 哈夫曼編碼算法\t156
8．4 并查集和等價關系\t156
8．4．1 并查集ADT\t157
8．4．2 并查集的存儲表示\t157
8．4．3 并查集類\t158
8．4．4 Union和Find函數\t159
8．4．5 改進的Union和Find函數\t159
8．4．6 按等價關系分組\t160
本章小結\t161
習題8\t161
第9章 字典和查找\t162
9．1 字典及其表示\t162
9．1．1 字典\t162
9．1．2 字典查找\t163
9．1．3 字典ADT\t163
9．1．4 字典的存儲表示\t164
9．2 順序查找\t165
9．2．1 無序表的順序查找\t165
9．2．2 有序表的順序查找\t165
9．2．3 平均查找長度\t166
9．2．4 自組織表\t166
9．3 二分查找\t167
9．3．1 二分查找算法\t167
9．3．2 對半查找算法\t168
9．3．3 二叉判定樹\t169
9．3．4 斐波那契查找算法\t170
9．3．5 插值查找\t172
9．4 分塊查找\t172
9．5 查找算法的時間復雜度下界\t173
本章小結\t174
習題9\t174
第10章 二叉查找樹\t175
10．1 二叉查找樹表示字典\t175
10．1．1 二叉查找樹的定義\t175
10．1．2 二叉查找樹的查找操作\t176
10．1．3 二叉查找樹的插入操作\t177
10．1．4 二叉查找樹的刪除操作\t178
10．1．5 二叉查找樹的高度\t179
10．2 二叉平衡樹\t179
10．2．1 二叉平衡樹的定義\t179
10．2．2 二叉平衡樹類\t180
10．2．3 二叉平衡樹的平衡旋轉\t181
10．2．4 二叉平衡樹的插入操作\t185
10．2．5 二叉平衡樹的刪除操作\t187
10．2．6 二叉平衡樹的高度\t189
10．3 伸展樹\t190
10．3．1 自調節(jié)樹和伸展樹\t190
10．3．2 伸展樹的伸展操作\t191
10．3．3 伸展樹類\t193
10．3．4 旋轉的實現(xiàn)\t193
10．3．5 伸展樹的插入操作\t194
10．3．6 分攤時間分析\t195
10．4 紅黑樹\t195
10．4．1 紅黑樹的定義\t195
10．4．2 紅黑樹的查找操作\t196
10．4．3 紅黑樹的插入操作\t196
10．4．4 紅黑樹的刪除操作\t198
10．4．5 紅黑樹的高度\t199
本章小結\t199
習題10\t199
第11章 多叉查找樹\t201
11．1 m叉查找樹\t201
11．2 B?樹\t202
11．2．1 B?樹的定義\t203
11．2．2 B?樹的高度\t203
11．2．3 B?樹的查找操作\t203
11．2．4 B?樹的插入操作\t204
11．2．5 B?樹的刪除操作\t206
11．2．6 B?樹類\t207
11．2．7 B?樹的查找操作\t208
11．2．8 B?樹的插入函數\t209
11．2．9 B?樹的刪除函數\t210
11．3 鍵樹\t212
11．3．1 鍵樹的定義\t212
11．3．2 雙鏈樹\t213
11．3．3 Trie樹\t214
11．3．4 Trie樹的查找操作\t216
11．3．5 Trie樹的插入操作\t216
11．3．6 Trie樹的刪除操作\t217
11．3．7 Trie樹性能分析\t217
本章小結\t218
習題11\t218
第12章 跳表和散列表\t219
12．1 跳表\t219
12．1．1 跳表的概念\t219
12．1．2 跳表類\t221
12．1．3 跳表的查找函數\t222
12．1．4 跳表的插入函數\t223
12．1．5 跳表的刪除函數\t224
12．1．6 性能分析\t224
12．2 散列表\t224
12．2．1 散列技術\t225
12．2．2 散列函數\t226
12．2．3 拉鏈法\t227
12．2．4 開地址法\t228
12．2．5 線性探查法\t228
12．2．6 其他開地址法\t231
12．2．7 性能分析\t233
本章小結\t233
習題12\t234
第13章 圖\t235
13．1 圖的基本概念\t235
13．1．1 圖的定義與術語\t235
13．1．2 圖的抽象數據類型\t237
13．2 圖的存儲結構\t238
13．2．1 圖的矩陣表示\t238
13．2．2 圖的鄰接矩陣實現(xiàn)\t239
13．2．3 圖的鄰接表表示\t241
13．2．4 圖的鄰接表實現(xiàn)\t242
13．2．5 有向圖的正交鏈表表示\t245
13．2．6 無向圖的鄰接多重表表示\t245
13．3 圖的遍歷\t246
13．3．1 擴充的圖類\t246
13．3．2 深度優(yōu)先遍歷\t247
13．3．3 廣度優(yōu)先遍歷\t248
13．3．4 基本遍歷方法\t249
13．4 拓撲排序\t250
13．4．1 AOV網絡\t250
13．4．2 拓撲排序算法\t252
13．4．3 拓撲排序算法實現(xiàn)\t252
13．5 關鍵路徑\t254
13．5．1 AOE網\t254
13．5．2 關鍵路徑算法\t255
13．5．3 關鍵路徑算法實現(xiàn)\t257
13．6 最小代價生成樹\t258
13．6．1 基本概念\t258
13．6．2 普里姆算法\t258
13．6．3 克魯斯卡爾算法\t260
13．6．4 算法正確性\t262
13．7 單源最短路徑\t262
13．7．1 最短路徑問題\t262
13．7．2 迪杰斯特拉算法\t263
13．7．3 數據結構選擇\t263
13．7．4 迪杰斯特拉算法實現(xiàn)\t264
13．8 所有頂點之間的最短路徑\t266
13．8．1 弗洛伊德算法\t266
13．8．2 弗洛伊德算法實現(xiàn)\t267
本章小結\t268
習題13\t268
第14章 內排序\t270
14．1 基本概念\t270
14．2 插入排序\t271
14．2．1 直接插入排序\t271
14．2．2 順序表的直接插入排序\t272
14．2．3 單鏈表的直接插入排序\t273
14．2．4 希爾排序\t274
14．2．5 對半插入排序\t276
14．3 選擇排序\t276
14．3．1 簡單選擇排序\t276
14．3．2 堆排序\t277
14．4 交換排序\t278
14．4．1 冒泡排序\t278
14．4．2 快速排序\t280
14．4．3 快速排序性能分析\t281
14．5 兩路合并排序\t283
14．5．1 合并兩個有序序列\(zhòng)t284
14．5．2 兩路合并排序迭代算法\t284
14．5．3 兩路合并排序遞歸算法\t285
14．5．4 單鏈表兩路合并排序\t285
14．6 排序算法的時間復雜度下界\t287
14．7 基數排序\t288
14．7．1 分配排序\t289
14．7．2 基數排序算法\t289
14．7．3 基數排序實現(xiàn)\t290
本章小結\t292
習題14\t292
第15章 文件和外排序\t294
15．1 輔助存儲器簡介\t294
15．1．1 主存儲器和輔助存儲器\t294
15．1．2 磁盤存儲器\t294
15．2 文件\t295
15．2．1 文件的基本概念\t295
15．2．2 文件的組織方式\t296
15．3 文件的索引結構\t298
15．3．1 靜態(tài)索引結構\t298
15．3．2 動態(tài)索引結構\t299
15．4 外排序\t300
15．4．1 外排序的基本過程\t300
15．4．2 初始游程的生成\t300
15．4．3 多路合并\t302
15．4．4 最佳合并樹\t304
本章小結\t304
習題15\t305
第16章 實習指導和實習題\t306
16．1 實習目的、要求和步驟\t306
16．2 面向對象表示法\t307
16．3 實習報告和范例\t308
16．3．1 實習報告\t308
16．3．2 實習題范例\t309
16．3．3 實習報告范例\t309
16．4 實習題\t312
實習1 C++語言的類及模板的使用\t312
實習2 數組和鏈表操作\t313
實習3 棧、隊列及表達式計算\t313
實習4 線性表的操作及應用\t314
實習5 一元多項式的相加和相乘\t314
實習6 對稱矩陣和稀疏矩陣的 壓縮存儲\t315
實習7 字符串操作和文本 處理\t315
實習8 二叉樹操作和哈夫曼編碼\t315
實習9 有序表查找\t316
實習10 B?樹檢索\t317
實習11 散列表查找\t317
實習12 圖的操作及應用\t318
實習13 內排序算法及其性能比較\t318
實習14 置換選擇和K路合并的 外排序算法\t318
附錄A 程序測試和調試\t319
A．1 面向對象程序測試\t319
A．2 程序測試步驟\t319
A．3 測試方法\t320
A．4 程序調試\t321
附錄B 2019年計算機考研大綱與教材內容對照\t323
B．1 2019年計算機考研大綱\t323
B．2 教材內容對2019年計算機考研大綱的適應性\t324
參考文獻\t326