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數據結構是計算機程序設計的重要基礎，也是計算機等電子信息類相關專業的一門重要專業基礎課程，為系統軟件和應用軟件的設計與開發提供必要的基礎知識和方法，既為后續課程奠定理論基礎，還可以提高學生分析問題和解決問題的能力。

本書編寫人員均為一線項目研發人員且又都是一線老師，對高職高專學生教學有自己的教學方法和理念。本書以“工作場景導入－知識講解－回到工作場景－應用實踐”為主線編寫，通過具體案例引出問題，以解決工作場景為中心展開內容。每一章中都涵蓋了完成工作過程所需的實施和具體操作過程，最后回到工作場景解決問題，同時每章都有配套的“應用實踐”項目練習，讓學生有思考和擴展的空間，達到學以致用的教學目的，突出實用性和操作性。全書共9章，主要包括緒論、線性表、棧和隊列、串、數組及廣義表、樹、圖、查找以及排序，內容安排上將數據結構的經典算法與實際工作場景相結合，讓同學們輕松、快速地掌握這些算法，為將來走上工作崗位打下堅實的基礎。書中各章的案例均有實現代碼，且已調試通過。

本書由許繪香、段明義任主編，負責全書的統稿、修改、定稿工作，趙喜玲、陳迎松、吳海燕任副主編，蘇玉教授主審。主要編寫人員分工如下：趙喜玲、吳海燕編寫了第1、3、4、5章，段明義、陳迎松編寫了第6、7章和附錄一、附錄二，許繪香編寫了第2、8、9章。參考本書編寫工作的還有：曹敏、杜永強、單國全、劉艷等，他們在本書的案例編碼及代碼調試過程中做了大量工作。另外還要感謝蘇玉教授對本書提出了非常寶貴的意見，特別是書中內容的編排、案例選取、難易程度的把握等。本書得到了中國水利水電出版社相關領導的大力支持和策劃團隊的用心指導，在此深表感謝。

本書既可作為高職高專院校和培養應用型人才的普通本科院校計算機類或電子信息類及相關專業的教材，也可作為計算機應用人員和工程技術人員的參考書。

編者

2014年5月

第1章 緒論 1
1.1 數據結構的課程地位及研究內容 1
1.2 基本概念和術語 4
1.3 算法的描述和分析 8
1.3.1 算法 8
1.3.2 算法的設計要求 9
1.3.3 算法度量及分析 9
1.4 應用實踐：學生管理系統登錄模塊設計 11
小結 13
習題一 13
第2章 線性表 15
2.1 工作場景導入 15
2.2 線性表的邏輯結構 16
2.3 線性表的順序存儲及運算實現 17
2.3.1 線性表的順序存儲 17
2.3.2 順序表上基本運算的實現 18
2.4 線性表的鏈式存儲結構 22
2.4.1 單鏈表及其基本運算 23
2.4.2 循環鏈表 32
2.4.3 雙向鏈表 33
2.5 順序表與鏈表的比較 35
2.6 回到工作場景 35
2.7 應用實踐：一元多項式的表示及相加 39
小結 43
習題二 44
第3章 棧和隊列 46
3.1 工作場景導入 46
3.2 棧 47
3.2.1 棧的定義及基本運算 47
3.2.2 棧的表示和實現 48
3.2.3 棧的簡單應用 52
3.3 隊列 58
3.3.1 隊列的概念 58
3.3.2 隊列的順序存儲表示 59
3.3.3 隊列的鏈式存儲表示 61
3.4 隊列的應用 63
3.5 回到工作場景 64
3.6 應用實踐 69
3.6.1 嵌入式系統中斷模擬設計 69
3.6.2 學生舞會舞伴配對系統設計 72
小結 75
習題三 75
第4章 串 78
4.1 工作場景導入 78
4.2 串及其類型定義 79
4.2.1 串的基本概念 79
4.2.2 串的基本運算 79
4.3 串的存儲結構及基本操作的實現 80
4.3.1 串的定長順序存儲 80
4.3.2 串的堆分配存儲表示 82
4.3.3 串的鏈式存儲結構 82
4.4 串的模式匹配及算法 83
4.4.1 簡單的模式匹配 83
4.4.2 KMP算法 85
4.5 串操作應用舉例 87
4.6 回到工作場景 89
4.7 應用實踐：學生管理系統家庭情況
模塊設計 91
小結 92
習題四 92
第5章 數組 94
5.1 工作場景導入 94
5.2 多維數組 95
5.2.1 數組的定義和操作 95
5.2.2 數組的內存映像 95
5.3 特殊矩陣的壓縮存儲 97
5.3.1 對稱矩陣 97
5.3.2 三角矩陣 98
5.3.3 對角矩陣 99
5.4 稀疏矩陣 100
5.4.1 稀疏矩陣的三元組表存儲 100
5.4.2 稀疏矩陣的十字鏈表存儲 103
5.5 廣義表 104
5.5.1 廣義表的定義和基本運算 104
5.5.2 廣義表的存儲 105
5.6 回到工作場景 106
5.7 應用實踐：矩陣運算的設計與實現 108
小結 111
習題五 111
第6章 樹和二叉樹 114
6.1 工作場景導入 114
6.2 基本術語 115
6.2.1 樹的定義 115
6.2.2 與樹有關的基本術語 115
6.2.3 樹的表示方法 116
6.3 二叉樹 117
6.3.1 二叉樹的概念和基本操作 117
6.3.2 二叉樹的性質 119
6.3.3 二叉樹的存儲結構 120
6.4 二叉樹的遍歷 122
6.4.1 二叉樹的遍歷方法及遞歸實現 123
6.4.2 二叉樹遍歷的非遞歸實現 125
6.4.3 由遍歷序列恢復二叉樹 126
6.4.4 二叉樹遍歷的應用 127
6.5 線索二叉樹 128
6.6 樹和森林 131
6.6.1 樹的存儲結構 131
6.6.2 樹、森林與二叉樹的轉換 134
6.6.3 樹和森林的遍歷 136
6.7 哈夫曼樹及其應用 137
6.7.1 最優二叉樹——哈夫曼樹 137
6.7.2 哈夫曼樹的應用 139
6.8 回到工作場景 141
6.9 應用實踐：利用二叉樹遍歷實現學生
成績排序模塊設計 144
小結 146
習題六 146
第7章 圖 149
7.1 工作場景導入 149
7.2 圖的基本概念 150
7.3 圖的存儲結構 154
7.3.1 鄰接矩陣 154
7.3.2 鄰接表和逆鄰接表 156
7.4 圖的遍歷 158
7.4.1 深度優先搜索 159
7.4.2 廣度優先搜索 160
7.5 圖的應用 161
7.5.1 最小生成樹 161
7.5.2 最短路徑 165
7.5.3 拓撲排序 170
7.5.4 關鍵路徑 172
7.6 回到工作場景 175
7.7 應用實踐：城市網絡中最短路徑
的設計 179
小結 182
習題七 182
第8章 查找 186
8.1 工作場景導入 186
8.2 查找的基本概念 187
8.3 靜態查找表 188
8.3.1 順序查找 188
8.3.2 有序表的查找 189
8.3.3 索引順序表的查找 192
8.4 動態查找 194
8.4.1 二叉排序樹 194
8.4.2 平衡二叉樹 199
8.4.3 B-樹和B+樹 202
8.5 哈希表 207
8.5.1 哈希表的基本概念 207
8.5.2 哈希函數的構造方法 208
8.5.3 哈希沖突解決方法 209
8.5.4 哈希表的查找分析 211
8.6 回到工作場景 213
8.7 應用實踐：利用哈希查找實現數據
快速查詢 214
小結 217
習題八 218
第9章 排序 220
9.1 工作場景導入 220
9.2 排序的基本概念 221
9.3 插入排序 222
9.3.1 直接插入排序 222
9.3.2 折半插入排序 223
9.3.3 希爾排序 224
9.4 交換排序 225
9.4.1 冒泡排序 226
9.4.2 快速排序 227
9.5 選擇排序 229
9.5.1 簡單選擇排序 229
9.5.2 堆排序 230
9.6 歸并排序 233
9.7 各種排序方法比較 234
9.8 回到工作場景 235
9.9 應用實踐：內部排序的綜合應用 237
小結 241
習題九 242
附錄一 C語言常用語法提要 243
附錄二 類C語言語法 248
參考文獻 251

1. 輸水管線工程風險管理 [張勇 黨亥生 著]
2. 民用航空飛機標準線路施工 [主編　王志敏　陳明]
3. 不息的水脈—大運河講談錄 [趙珩　著]
4. 實用運籌學 [主編　邢育紅　于晉臣]
5. 三峽梯級電站水資源決策支持系統研究與開發 [姚華明 潘紅忠 湯正]
6. 海南黎族民俗文化鑒賞 [龐國華　著]
7. 石墨烯在太赫茲及中紅外頻段電磁器件設計中的應用 [李艷秀 莊華偉 著]
8. 電子技術（第二版） [主編 覃愛娜 李飛]
9. 辦公自動化高級應用 [陳萍 朱曉玉]
10. 信息處理技術員考試32小時通關 [薛大龍]
11. 電子產品設計案例教程（微課版）—基于嘉立創EDA（專業版） [王靜 莫志宏 陳學昌 丁紅]
12. C程序設計實踐教程 [劉衛國]
13. C程序設計（慕課版） [劉衛國]
14. Web技術開發教程（基于.NET開源MVC框架） [王合闖 韓紅玲 王青正 陳海蕊]
15. 商務英語翻譯教程（筆譯）（第四版） [主編 王軍平]
16. 智慧零售技術與應用 [洪旭 著]
17. 建設工程法規實務 [主編 余瀅]
18. 商務秘書理論與實務（第三版） [主編 張同欽]
19. 程序設計基礎實踐教程（C/C++語言版） [張桂芬 葛麗娜]
20. C++案例項目精講 [主編 楊國興]
21. 勞動爭議處理實務 [主編 王秀卿 羅靜]
22. 工程數學 [主編 郭立娟 王海]
23. 語音識別理論與實踐 [主編　莫宏偉]
24. 信息系統項目管理師章節習題與考點特訓（第二版） [主編 薛大龍]
25. 武術基礎教程 [主編 李代勇 謝志民]
26. 計算機網絡實訓教程 [主編 張浩軍 趙玉娟]
27. 畫法幾何與機械制圖習題集（多學時） [主編 趙軍]
28. HCIA-Datacom認證題庫分類精講 [主 編 韓立剛]
29. SwiftUI完全開發 [李智威 著]
30. 網絡規劃設計師備考一本通 [夏杰 編著]