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鬍昭民，吳燦銘 著

圖書標籤:

• 數據結構
• C++
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• 算法
• 編程
• 計算機科學
• 學習
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齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302438342

版次：1

商品編碼：11944861

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2016-07-01

用紙：膠版紙

頁數：380

字數：627000

産品特色

編輯推薦

　　數據結構毫無疑問是計算機科學既經典又核心的課程之一，不管是從事計算機軟件還是硬件的開發工作，如果沒有係統地學習過數據結構或者沒有專心自學過，很容易被人打上“非專業”的標簽。對於任何在信息技術行業工作的專業人員或者想進入此行業的人來說，什麼時候開始學數據結構都不會晚，更不會過時。
　　從“數據結構”的名字看，它不僅僅隻是講授數據的結構以及在計算機內如何存儲和組織數據的方式，這些隻是它的錶麵現象。數據結構背後真正蘊含的是與之息息相關的算法，精心選擇的數據結構配閤恰如其分的算法就意味著數據或者信息在計算機內被高效率的存儲和高效率的處理。算法其實就是數據結構的靈魂，它既神秘又神奇“好玩”，當然對初學者也比較難，算法可以說是“聰明人在計算機上的遊戲”。
　　本書是一本綜閤而且全麵講述數據結構及其算法分析的教科書，為瞭便於高校的教學或者讀者自學，作者在描述數據結構原理和算法時文字清晰且嚴謹，為每個算法及其數據結構提供瞭演算的詳細圖解。另外，為瞭適閤教學中讓學生上機實踐或者自學者上機“操練”，本書為每個經典的算法都提供瞭C++語言編寫的完整範例程序實例（包含完整的源代碼），每個範例程序都不需要經過修改，直接通過編譯就可以運行，目的就是讓本書的學習者以這些範例程序作為參照迅速掌握數據結構和算法的要點。
　　全書的所有範例程序都可以在標準的C++語言編程環境中編譯通過並順利運行，我們在改編本書的過程中選用瞭免費的DevC++5.11集成開發環境，對原書的所有範例程序進行編譯、修改、調試和測試，並確保它們都可以準確無誤地運行。附錄A包含瞭“C/C++編譯程序的介紹與安裝”，其中重點就介紹瞭DevC++。附錄B則包含瞭“C++程序設計語言簡介”。

內容簡介

　　本書主要講解如何將數據結構概念用C++程序語言進行實作。本書將復雜的理論結閤圖文並茂的解說方式，並搭配豐富的圖錶及範例介紹，將數據結構中重要的觀念及演算方法加以詮釋，集中學習焦點。
　　本書適閤數據結構的初學者使用，也可以作為計算機相關專業的教科書。

作者簡介

　　鬍昭民，現任榮欽科技股份有限公司董事長，美國Rochester Institute of Technology計算機科學研究所畢業，長期從事信息教育及計算機圖書寫作的工作，並監製過多套遊戲及教學軟件的研發。

目錄

第1章 數據結構導論 1
1.1 數據結構簡介 2
1.1.1 數據結構的應用 2
1.1.2 算法 4
1.1.3 算法的描述工具 5
1.2 認識程序設計 7
1.2.1 高級程序設計語言 7
1.2.2 程序設計要領 8
1.3 程序設計的風格 8
1.3.1 自頂嚮下與模塊化設計 8
1.3.2 可讀性設計 8
1.3.3 控製結構設計 9
1.3.4 麵嚮對象設計 10
1.4 麵嚮對象設計與C++ 12
1.4.1 C++的麵嚮對象功能 12
1.4.2 類的基本概念 13
1.4.3 訪問權限關鍵詞 14
1.4.4 繼承關係 15
1.4.5 多態 16
1.5 遞歸算法 17
1.5.1 遞歸的定義 17
1.5.2 斐波拉契數列 19
1.5.3 漢諾塔問題 20
1.6 程序效率的分析 25
1.6.1 Big-oh 27
1.6.2 Ω(omega) 28
1.6.3 θ(theta) 28
本章習題 29
第2章 綫性錶 33
2.1 綫性錶的定義 34
2.1.1 綫性錶的用途 34
2.2 數組 35
2.2.1 一維數組 35
2.2.2 二維數組 37
2.2.3 多維數組 41
2.2.4 結構數組 45
2.2.5 C++的字符串 48
2.2.6 字符串數組 50
2.2.7 String類 51
2.2.8 指針數組 52
2.3 矩陣 54
2.3.1 矩陣的運算 54
2.3.2 稀疏矩陣 57
2.3.3 上三角形矩陣 60
2.3.4 下三角形矩陣 62
2.3.5 帶狀矩陣 66
本章習題 66
第3章 鏈錶 70
3.1 動態分配內存 71
3.1.1 C++的動態分配變量 72
3.1.2 動態配置數組 73
3.2 單嚮鏈錶 74
3.2.1 單嚮鏈錶的創建與遍曆 74
3.2.2 單嚮鏈錶插入新節點 76
3.2.3 單嚮鏈錶刪除節點 78
3.2.4 單嚮鏈錶的反轉 80
3.3 環形鏈錶 82
3.3.1 環形鏈錶中插入新節點 83
3.3.2 環形鏈錶節點的刪除 84
3.3.3 環形鏈錶的連接功能 86
3.4 雙嚮鏈錶 87
3.4.1 雙嚮鏈錶的建立與遍曆 87
3.4.2 雙嚮鏈錶中加入新節點 88
3.4.3 雙嚮鏈錶節點的刪除 90
3.5 鏈錶相關應用簡介 91
3.5.1 多項式錶式法 92
3.5.2 稀疏矩陣錶示法 95
本章習題 97
第4章 堆棧與隊列 103
4.1 堆棧簡介 104
4.1.1 堆棧的基本操作 105
4.1.2 用數組實現堆棧 105
4.1.3 用鏈錶實現堆棧 107
4.1.4 堆棧類樣闆的實現 108
4.1.5 老鼠走迷宮 109
4.1.6 八皇後問題 112
4.2 算術錶達式的錶示法 114
4.2.1 中序轉為前序與後序 115
4.2.2 前序與後序轉為中序 120
4.2.3 中序錶示法求值 122
4.2.4 前序法的求值運算 124
4.2.5 後序法的求值運算 125
4.3 隊列 125
4.3.1 隊列的基本操作 126
4.3.2 用數組實現隊列 126
4.4 隊列的相關應用 129
4.4.1 環形隊列 129
4.4.2 雙嚮隊列 133
4.4.3 優先隊列 134
本章習題 135
第5章 樹狀結構 147
5.1 樹的基本概念 148
5.1.1 專有名詞介紹 149
5.2 二叉樹 150
5.2.1 二叉樹的特性 150
5.2.2 特殊二叉樹簡介 152
5.3 二叉樹的存儲方式 153
5.3.1 一維數組錶示法 153
5.3.2 鏈錶錶示法 155
5.4 二叉樹的遍曆 156
5.4.1 中序遍曆 157
5.4.2 後序遍曆 158
5.4.3 前序遍曆 158
5.4.4 二叉樹節點的插入與刪除 160
5.4.5 二叉運算樹 165
5.5 綫索二叉樹 167
5.5.1 二叉樹轉為綫索二叉樹 167
5.6 樹的二叉樹錶示法 171
5.6.1 樹轉化為二叉樹 171
5.6.2 二叉樹轉換成樹 173
5.6.3 森林化為二叉樹 174
5.6.4 二叉樹轉換成森林 175
5.6.5 樹與森林的遍曆 176
5.6.6 確定唯一二叉樹 180
5.7 優化二叉查找樹 182
5.7.1 擴充二叉樹 182
5.7.2 霍夫曼樹 184
5.8 平衡樹 185
5.8.1 平衡樹的定義 185
5.9 高級樹狀結構的研究 187
5.9.1 決策樹 187
5.9.2 B樹 189
5.9.3 二叉空間分割樹 190
5.9.4 四叉樹與八叉樹 191
本章習題 192
第6章 圖形結構 202
6.1 圖形簡介 203
6.1.1 圖的定義 204
6.1.2 無嚮圖 204
6.1.3 有嚮圖 206
6.2 圖的數據錶示法 207
6.2.1 鄰接矩陣法 207
6.2.2 鄰接錶法 210
6.2.3 鄰接復閤鏈錶法 212
6.2.4 索引錶格法 214
6.3 圖的遍曆 217
6.3.1 深度優先遍曆法 217
6.3.2 廣度優先遍曆法 219
6.4 生成樹 221
6.4.1 DFS生成樹和BFS生成樹 222
6.4.2 最小生成樹 223
6.4.3 Kruskal算法 224
6.4.4 Prim算法 227
6.5 圖的最短路徑 228
6.5.1 單點對全部頂點 229
6.5.2 兩兩頂點間的最短路徑 232
6.6 AOV網絡與拓樸排序 235
6.6.1 拓樸排列簡介 236
6.7 AOE網絡 237
6.7.1 關鍵路徑 238
本章習題 239
第7章 排序 248
7.1 排序簡介 249
7.1.1 排序的分類 250
7.2 內部排序法 251
7.2.1 冒泡排序法 251
7.2.2 選擇排序法 254
7.2.3 插入排序法 256
7.2.4 希爾排序法 258
7.2.5 閤並排序法 260
7.2.6 快速排序法 260
7.2.7 堆積排序法 263
7.2.8 基數排序法 269
7.3 外部排序法 272
7.3.1 直接閤並排序法 272
7.3.2 k路閤並法 275
7.3.3 多相閤並法 276
本章習題 276
第8章 查找 286
8.1 常見的查找方法 287
8.1.1 順序查找法 287
8.1.2 二分查找法 288
8.1.3 插值查找法 290
8.1.4 斐波那契查找法 292
8.2 哈希查找法 295
8.2.1 哈希法簡介 296
8.3 常見的哈希函數 297
8.3.1 除留餘數法 297
8.3.2 平方取中法 297
8.3.3 摺疊法 298
8.3.4 數字分析法 299
8.4 碰撞與溢齣問題的處理 300
8.4.1 綫性探測法 300
8.4.2 平方探測 301
8.4.3 再哈希 301
8.4.4 鏈錶 301
本章習題 303
附錄A C/C++編譯程序的介紹與安裝 309
A.1 C/C++編譯程序簡介 310
A.2 Dev C++的安裝與介紹 313
附錄B C++程序設計語言簡介 319
B.1 C++語言的基本概念 320
B.2 C++語言的運算符與錶達式 323
B.3 C++語言的流程控製 327
B.4　C++語言的高級語法 332
B.5 C++語言與麵嚮對象概念 341
附錄C 數據結構專有名詞索引 349

精彩書摘

　　第7章 排序
　　隨著信息科技的逐漸普及與全球國際化的影響，企業所擁有的數據量成倍數的增長。無論是龐大的商業應用軟件，還是小至個人的文字處理軟件，每項工作的核心都與數據庫有著莫大的關係，而數據庫中最常見且重要的功能就是排序與查找，如圖7.1所示。
　　圖7.1 現在每項工作的核心都與數據庫關係密切
　　“排序”（sorting）是指將一組數據，按特定規則調換位置，使數據具有某種順序關係（遞增或遞減）。例如數據庫內可針對某一字段進行排序，而此字段稱為“鍵（key）”，字段裏麵的值我們稱之為“鍵值（key value）”。
　　7.1 排序簡介
　　在排序的過程中，數據的移動方式可分為“直接移動”和“邏輯移動”兩種。“直接移動”是直接交換存儲數據的位置，而“邏輯移動”並不會移動數據存儲的位置，僅改變指嚮這些數據的輔助指針的值。如圖7.2和圖7.3所示。
　　圖7.2 直接移動排序
　　圖7.3 邏輯移動排序
　　兩者間的優劣在於直接移動會浪費許多時間進行數據的移動，而邏輯移動隻要改變輔助指針指嚮的位置就能輕易達到排序的目的。例如在數據庫中，可在報錶中可顯示多項記錄，也可以針對這些字段的特性來分組並進行排序與匯總，這就是屬於邏輯移動，而不是去實際移動改變數據在數據文件中的位置，如圖7.4所示。
　　圖7.4 數據庫使用的是邏輯移動排序
　　7.1.1 排序的分類
　　排序通常按照數據量的多寡和所使用的內存可分為“內部排序”（internal sort）和“外部排序”（external sort），數據量小則可以全部加載到內存（如RAM）來進行的排序就稱為內部排序，大部分排序屬於此類。數據量大無法全部一次性加載到內存，必須藉助磁帶、磁盤等輔助存儲器進行排序則稱為外部排序。
　　以上隻是粗略的區分，其實隨著數據結構科學的進步，陸續提齣瞭如冒泡排序法、選擇排序法、插入排序法、閤並排序法、快速排序法、堆積排序法、希爾排序法、基數排序法、直接閤並排序法等等，各有其特色與應用場閤。
　　就排序法的選擇來說，當數據量相當大時，排序算法所花費的時間就顯得相當重要；一個排序法是否為一種有效率（efficiency）的排序法，取決於其時間復雜度，而時間復雜度的決定因素則是排序過程中數據的交換次數及其比較次數的多少。
　　排序前：21 34 45 56 77 81
　　排序後：81 77 56 45 34 21
　　【這種排序的時間復雜度就是最壞情況】
　　時間復雜度可分為最好情況（best case）、最壞情況（worst case）及平均情況（average case）。最好情況就是數據已完成排序，例如原本數據已經完成升序瞭，如果再進行一次升序所使用的時間復雜度就是最好情況。最壞情況是指每一個鍵值均須重新排列，簡單的例子就如原本為升序現在要重新排序成為降序，就是最壞情況。而空間復雜度就是指算法在執行過程所需占用的額外內存空間，排序法所使用到的額外空間越少，它的空間復雜度就越佳，例如冒泡法在排序過程中僅會用到一個額外的空間，在所有的排序算法中，這樣的空間復雜度就算是最好的。
　　7.2 內部排序法
　　在正式討論排序法之前，還要來討論排序的穩定度，因為並非所有排序法都是穩定排序法。所謂穩定的排序是指數據在經過排序後，兩個相同鍵值的記錄仍然保持原來的順序，如下例中30左的原始位置在30右的左邊（所謂30左和30右是指相同鍵值一個在左而一個在右），穩定的排序（Stable Sort）後30左仍應在30右的左邊，不穩定排序則有可能30左會跑到30右的右邊去：
　　原始數據順序： 30左 10 65 30右 21
　　穩定的排序： 10 21 30左 30右 65
　　不穩定的排序： 10 21 30右 30左 65
　　事實上，每一種排序方法都有其適用的情況與數據種類。建議大傢要充分瞭解排序算法的過程及其所花費的時間與空間復雜度。
　　7.2.1 冒泡排序法
　　冒泡排序法又稱為交換排序法，是從觀察水中氣泡變化構思而成，原理是從第一個元素開始，比較相鄰元素的大小，若大小順序有誤，則對調後再進行下一個元素的比較，就仿佛氣泡逐漸從水底逐漸冒升到水麵上一樣。如此掃描過一次之後就可確保最後一個元素是位於正確的順序。接著再逐步進行第二次掃描，直到完成所有元素的排序關係為止。
　　以下使用55、23、87、62、16數列的演示排序過程，這樣大傢可以清楚地知道冒泡排序法的具體流程。圖7.5為原始順序，圖7.6到7.9為排序的具體過程。
　　從小到大排序：
　　圖7.5 排序前的原始位置
　　圖7.6 冒泡排序的第一次掃描
　　第一次掃描會先拿第一個元素55和第二個元素23進行比較，如果第二個元素小於第一個元素，則進行互換。接著拿55和87進行比較，就這樣一直比較並互換，到第4次比較完後即可確定最大值在數組的最後麵。
　　圖7.7 冒泡排序的第二次掃描
　　第二次掃描也是從頭比較，但因為最後一個元素在第一次掃描就已確定是數組中的最大值，故隻需比較3次即可把剩餘數組元素的最大值排到剩餘數組的最後麵。
　　第三次掃描完，完成3個值的排序，如圖7.8所示。
　　圖7.8 冒泡排序的第三次掃描
　　第四次掃描完，即可完成所有排序，如圖7.9所示。
　　圖7.9 冒泡排序的第四次掃描
　　由此可知5個元素的冒泡排序法必須執行5-1次掃描，第一次掃描需比較5-1次，共比較4+3+2+1=10次
　　7.2.1
　　數列(43, 35, 12, 9, 3, 99) 用冒泡排序法（Bubble Sort）進行從小到大排序，在執行時前3次（Swap，互換）的結果各是什麼？
　　第一次互換的結果為(35, 43, 12, 9, 3, 99)
　　第二次互換的結果為(35, 12, 43, 9, 3, 99)
　　第三次交換的結果為(35, 12, 9, 43, 3, 99)
　　冒泡排序法的C++算法：
　　for (int i=5;i>0;i--)// 掃描次數
　　{
　　for (int j=0;j　　{
　　if (data[j]>data[j+1])// 比較相鄰兩數，如第一個數較大則互換
　　{
　　int tmp;
　　tmp=data[j];
　　data[j]=data[j+1];
　　data[j+1]=tmp;
　　}
　　}
　　cout<<"第 "<<6-i<<" 次排序後的結果是："; //把各次掃描後的結果打印齣來
　　for (int j=0;j<6;j++)
　　cout<　　cout<　　}
　　從以上算法可知，n個元素的冒泡排序法必須執行n-1次掃描，最壞情況和平均情況均需比較：(n-1) + (n-2) + (n-3) +…+ 3 + 2 + 1 = 次，時間復雜度為O(n2)，最好情況隻需完成一次掃描，發現沒有進行互換的操作則錶示已經排序完成，所以隻做瞭n-1次比較，時間復雜度為O(n)。此排序法適用於數據量小或有部分數據已經過排序，而且過程中為相鄰兩者相互比較和對調，並不會更改其原本排列的順序，所以是穩定排序法。
　　7.2.2
　　請設計一個C++程序，並使用冒泡排序法來將以下的數列排序：6、5、9、7、2、8。
　　請參考程序CH07_01.cpp，本範例程序的運行結果如圖7.10所示。
　　圖7.10 使用冒泡排序的範例程序的運行結果
　　7.2.3
　　從上麵的程序可以看齣冒泡排序法有個缺點，就是不管數據是否已排序完成都固定會執行n(n-1)/2次。請設計一個C++程序，讓我們可以通過在程序中加入一個判斷語句來判斷何時可以提前結束程序，既可得到正確的排序結果，又提高瞭程序執行的效率。
　　請參考程序CH07_02.cpp，本範例程序的運行結果如圖7.11所示。
　　圖7.11 改進後的冒泡排序範例程序的運行結果
　　7.2.2 選擇排序法
　　選擇排序法（selection sort）可使用兩種方式排序，一種為在所有的數據中，當從大到小排序，則將最大值放入第一個位置；若從小到大排序時，則將最大值放入最後一個位置。例如，一開始在所有的數據中挑選一個最小項放在第一個位置（假設是從小到大排序），再從第二項開始挑選一個最小項放在第2個位置，以此重復，直到完成排序為止。
　　下麵仍然用55、23、87、62、16數列的從小到大的排序過程，來說明選擇排序法的演算流程。
　　1. 首先找到此數列中最小值後與第一個值交換，如圖7.12所示。
　　圖7.12 選擇排序的第一次掃描
　　2. 從第二個值開始找，找到此數列中（不包含第一個）的最小值，再和第二個值交換，如圖7.13所示。
　　圖7.13 選擇排序的第二次掃描
　　3. 從第三個值開始找，找到此數列中（不包含第一、二個）的最小值，再和第三個值交換，如圖7.14所示。
　　圖7.14 選擇排序的第三次掃描
　　4. 從第四個值開始找，找到此數列中（不包含第一、第二、第三個）的最小值，再和第四個值交換，則此排序完成，如圖7.15所示。
　　圖7.15 選擇排序的第四次掃描，在此例中即完成瞭排序
　　選擇排序法的C++算法如下所示。
　　void select (int data[])
　　{
　　for(int i=0;i<5;i++) //掃描5次
　　{
　　for(int j=i+1;j<6;j++) //由i+1比較起，比較5次
　　{
　　if(data[i]>data[j]) //比較第i和第j個元素
　　{
　　int tmp;
　　tmp=data[i];
　　data[i]=data[j];
　　data[j]=tmp;
　　}
　　}
　　cout<<"第 "<　　for (int k=0;k<6;k++)
　　cout<　　cout<　　}
　　cout<　　}
　　由以上算法可知，無論是最壞情況、最好情況和平均情況都需要找到最大值（或最小值），因此其比較次數為：(n-1) + (n-2) + (n-3) +…+ 3 + 2 + 1 = 次；時間復雜度為O(n2)。此外，由於選擇排序是以最大或最小值直接與最前方未排序的鍵值交換，數據排列順序很有可能被改變，所以它不是穩定排序，比較適用於數據量小或有部分數據已經做過排序的情況。
　　7.2.4
　　請設計一個C++程序，並使用選擇排序法來將以下的數列排序：9、7、5、3、4、6。
　　請參考程序CH07_03.cpp，本範例程序的運行結果如圖7.16所示。
　　圖7.16 選擇排序範例程序的運行結果
　　7.2.3 插入排序法
　　插入排序法（insert sort）是將數組中的元素，逐一與已排序好的數據進行比較，前兩個元素先排好，再將第三個元素插入適當的位置，所以這3個元素仍然是已排序好的，接著再將第四個元素加入，重復此步驟，直到排序完成為止。可以看作是在一串有序的記錄R1、R2、…、Ri，插入新的記錄R，使得i+1個記錄排序妥當。
　　下麵仍然用55、23、87、62、16數列的從小到大排序過程，來說明插入排序法的演算流程。在圖7.17中，在步驟二，以23為基準與其他元素比較後，放到適當位置（55的前麵），步驟三則拿87與其他兩個元素比較，接著62在比較完前3個數後插入87的前麵，將最後一個元素比較完後即完成排序。
　　圖7.17 插入排序的步驟
　　插入排序法的C++算法：
　　void inser(int data[])
　　{
　　int i; //i為掃描次數
　　int j; //以j來定位比較的元素
　　for (i=1;i　　{
　　int tmp; //tmp用來暫存數據
　　tmp=data[i];
　　j=i-1;
　　while (j>=0 && tmp　　{
　　data[j+1]=data[j]; //就把所有元素往後推一個位置
　　j--;
　　}
　　data[j+1]=tmp; //最小的元素放到第一個元素
　　cout<<"第 "<　　showdata(data);
　　}
　　}
　　此排序法適用於大部分數據已經過排序或已排序的數據庫在新增數據後再進行排序，是一種穩定排序法。
　　由以上算法可知，最壞和平均情況需比較(n-1)+(n-2)+(n-3)+…+3+2+1= 次；時間復雜度為O(n2)，最好情況時間復雜度為O(n)。
　　7.2.5
　　請設計一個C++程序，並使用插入排序法來將以下的數列排序：4、6、1、8、10、32。
　　請參考程序CH07_04.cpp，本範例程序的運行結果如圖7.18所示。
　　圖7.18 插入排序範例程序的運行結果
　　7.2.4 希爾排序法
　　當原始記錄的鍵值大部分已排好序的情況下，插入排序法會非常有效率，因為它不需要執行太多的數據搬移操作。“希爾排序法”是D. L. Shell 在1959年7月所發明的一種排序法，可以減少插入排序法中數據搬移的次數，以加速排序的進行。排序的原則是將數據區分成特定間隔的幾個小區塊，以插入排序法排完區塊內的數據後再漸漸減少間隔的距離。
　　下麵仍然用63、92、27、36、45、71、58、7數列的從小到大排序過程，來說明希爾排序法的演算流程。
　　首先，將所有數據分成Y：(8 div 2)，即Y=4，稱為劃分數。請注意！劃分數不一定要是2，質數最好。但為瞭算法方便，所以習慣選2。因而一開始的間隔設置為 8/2，於是分成：
　　如此一來可得到4個區塊分彆是：(63，45)(92，71)(27，58)(36，7)，再分彆用插入排序法排序成為：(45，63)(71，92)(27，58)(7，36)
　　接著再縮小間隔為 (8/2)/2，於是分成：
　　(45，27，63，58)(71，7，92，36)，再分彆用插入排序法後得到：
　　最後再以 ((8/2)/2)/2的間距進行插入排序，也就是每一個元素進行排序，於是得到最後的結果。
　　希爾排序法的C++算法如下所示。
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前言/序言

　　序
　　數據結構一直是高校計算機係的必修課，對於第一次接觸數據結構課程的初學者來說，內容過多、錶達不清楚以及文字敘述不嚴謹，是造成學習障礙最主要的原因。為瞭讓大傢以最輕鬆的方式學習數據結構，本書徵詢瞭多位教師的意見，采用瞭豐富的圖例來闡述各種數據結構的基本概念和應用，並將重要理論、算法進行瞭最詳實的詮釋並逐一舉例，因此本書是一本內容豐富且專業的數據結構教學用書。
　　筆者長期從事信息教育和寫作工作，在文句的錶達上盡量以簡潔有力、邏輯清楚闡述為主，為瞭檢驗大傢在各章的學習成果，特彆搜集瞭大量的習題，並參閱重要考試（例如：計算機國傢水平考試、研究生升學考試等），為讀者提供瞭更多的理論加實戰演練的經驗。
　　本書既是一本非常適閤數據結構的教學用書，也是一本以C++語言實踐數據結構的實踐著作。為瞭避免教學和閱讀上的不順暢，書中的算法盡量不以僞代碼來描述，而是以C++程序設計語言來展現。另外，為瞭減輕讀者的學習壓力和經濟負擔，在所談主題內容不減的情況下，書中僅收錄瞭精華的算法和程序範例的執行畫麵，本書提供的範例程序都可以從指定網站下載，所有範例都提供瞭完整的程序源碼，讀者可直接運行驗證。最後希望本書能帶給大傢對數據結構這門學科更完整的認識。
　　如果下載有問題，請電子郵件聯係，郵件主題為“求圖解數據結構使用C++範例程序代碼”。
　　編者
　　2016年4月

探索數據結構與算法的奧秘，用C++語言構建高效的計算基石 在這本深入淺齣的著作中，我們將一起踏上一段構建數字世界的旅程。本書的核心在於揭示那些支撐著現代軟件工程、驅動著復雜係統運行的“幕後英雄”——數據結構與算法。我們不僅僅是學習它們的定義和分類，更重要的是理解它們為何如此重要，如何在實際編程中巧妙運用，以及如何通過精心設計的算法來解決現實世界中的各種挑戰。 第一部分：構建高效信息存儲的基石——數據結構 數據結構是組織和存儲數據的方式，直接影響著程序的效率和可維護性。本書將從最基礎的概念入手，逐步深入到各種經典且實用的數據結構。 數組（Arrays）： 作為最基本的數據結構，數組以其連續的內存存儲和直接訪問能力，依然在許多場景下發揮著關鍵作用。我們將詳細探討一維數組、多維數組的聲明、初始化、訪問以及在不同應用中的常見操作，並分析其在時間復雜度和空間復雜度上的優劣。理解數組的底層機製，對於掌握更復雜的數據結構至關重要。 鏈錶（Linked Lists）： 當數據需要頻繁插入和刪除，或者長度不確定時，鏈錶便展現齣其獨特的優勢。我們將逐一解析單嚮鏈錶、雙嚮鏈錶以及循環鏈錶的構造原理、插入、刪除、查找等核心操作。通過圖示化的方式，讓你清晰地看到每個節點之間的關聯，並深刻理解鏈錶與數組在內存組織和操作效率上的根本區彆。我們還將探討鏈錶在實現其他數據結構（如棧和隊列）時的應用。 棧（Stacks）與隊列（Queues）： 這兩種“受限”的數據結構，因其“後進先齣”（LIFO）和“先進先齣”（FIFO）的特性，在程序設計中扮演著不可或缺的角色。本書將通過生動的例子，展示棧在函數調用棧、錶達式求值、括號匹配等問題中的應用，以及隊列在任務調度、緩衝區管理、廣度優先搜索（BFS）等場景下的重要性。我們將使用數組和鏈錶來實現這兩種結構，並分析各自的實現細節與性能特點。 樹（Trees）： 樹形結構以其分層、有序的特點，廣泛應用於文件係統、數據庫索引、搜索算法等領域。我們將首先介紹樹的基本概念，如節點、根節點、子節點、父節點、葉子節點、深度、高度等。隨後，我們將重點講解： 二叉樹（Binary Trees）： 包括普通二叉樹、二叉搜索樹（BST）的原理、插入、刪除、查找操作，以及遍曆（前序、中序、後序）的不同方式。我們將深入分析二叉搜索樹在查找效率上的優勢，並探討其可能麵臨的退化問題。 平衡二叉搜索樹（Balanced Binary Search Trees）： 為瞭解決普通二叉搜索樹可能齣現的性能退化，我們將介紹 AVL 樹和紅黑樹等平衡二叉搜索樹的概念，闡述它們是如何通過鏇轉等操作來維護樹的平衡，從而保證查找、插入、刪除操作的對數時間復雜度。雖然本書側重於概念理解和基礎實現，但會為讀者提供深入研究這些高級數據結構的思路。 堆（Heaps）： 包括最大堆和最小堆，它們是一種特殊的完全二叉樹。我們將講解堆的插入、刪除（提取最大/最小元素）操作，以及堆在優先隊列、堆排序（Heap Sort）等算法中的核心作用。 圖（Graphs）： 圖是一種更通用的數據結構，用於錶示對象之間的復雜關係。我們將從圖的基本定義開始，如頂點（Nodes/Vertices）、邊（Edges）、有嚮圖、無嚮圖、加權圖等。然後，我們將詳細介紹圖的兩種主要存儲方式：鄰接矩陣（Adjacency Matrix）和鄰接錶（Adjacency List），並分析它們各自的優缺點。 哈希錶（Hash Tables）： 哈希錶以其近乎常數時間的平均查找、插入和刪除效率，成為現代編程中不可或缺的數據結構。本書將詳細講解哈希函數的設計原則、衝突（Collisions）的産生原因以及常見的衝突解決方法，如鏈地址法（Separate Chaining）和開放尋址法（Open Addressing，包括綫性探測、二次探測、雙重哈希等）。我們將通過實例展示哈希錶在字典、集閤、緩存等應用中的強大威力。 第二部分：驅動計算效率的引擎——算法 算法是解決問題的步驟序列。本書將聚焦於各種經典算法的設計思想、實現方法以及性能分析。 排序算法（Sorting Algorithms）： 高效的排序是數據處理的基礎。我們將從基礎的排序方法開始： 簡單排序： 如冒泡排序（Bubble Sort）、選擇排序（Selection Sort）、插入排序（Insertion Sort），雖然時間復雜度較高，但它們是理解排序思想的絕佳起點。 高效排序： 如歸並排序（Merge Sort）、快速排序（Quick Sort），它們通常具有 O(n log n) 的平均時間復雜度，我們將深入剖析它們的遞歸或分治思想，並分析其穩定性與適用場景。 其他排序： 可能會提及堆排序（Heap Sort）及其與堆數據結構的緊密聯係。 查找算法（Searching Algorithms）： 在大量數據中快速找到目標信息是常見的需求。 綫性查找（Linear Search）： 基礎的遍曆查找方法。 二分查找（Binary Search）： 針對有序數組的高效查找算法，及其在不同場景下的應用。 哈希查找： 結閤哈希錶實現的高效查找，其底層原理將在哈希錶部分詳細講解。 圖算法（Graph Algorithms）： 探索圖結構中的復雜關係： 圖的遍曆： 深度優先搜索（DFS）和廣度優先搜索（BFS），我們將通過圖的實例，形象地展示這兩種遍曆方式的工作流程，並講解它們在連通性判斷、拓撲排序、尋找最短路徑等問題中的應用。 最短路徑算法： 如 Dijkstra 算法（單源最短路徑），用於計算帶權圖中從單一源點到所有其他頂點的最短路徑。 最小生成樹算法： 如 Prim 算法和 Kruskal 算法，用於在加權無嚮圖中找到所有頂點之間的一棵包含所有頂點且權值之和最小的樹。 遞歸與分治（Recursion and Divide and Conquer）： 許多復雜問題可以通過將問題分解為規模更小的相似子問題來解決。我們將深入講解遞歸的思想，並展示如何用遞歸解決階乘、斐波那契數列、漢諾塔等經典問題。分治策略則將遞歸的應用提升到解決更廣泛問題的層麵，如前麵提到的歸並排序和快速排序。 動態規劃（Dynamic Programming - 概念介紹）： 對於一些具有重疊子問題和最優子結構性質的問題，動態規劃能夠有效地避免重復計算，從而獲得最優解。本書將介紹動態規劃的核心思想，並通過簡單的例子（如斐波那契數列的優化計算）來闡釋其“自底嚮上”或“自頂嚮下加備忘錄”的解題思路，為讀者後續深入學習打下基礎。 C++語言的實踐應用 貫穿全書的是 C++ 語言的實踐應用。我們將直接使用 C++ 來實現上述各種數據結構和算法。你會看到： 麵嚮對象的設計： 如何利用 C++ 的類（Class）來封裝數據結構，如 `LinkedList` 類、`BinarySearchTree` 類等，使得代碼更具模塊化和可重用性。 模闆（Templates）： 如何使用 C++ 模闆來創建泛型的數據結構和函數，使其能夠處理不同類型的數據，如 `template class Node`，極大地增強瞭代碼的通用性。 指針與內存管理： 在實現鏈錶、樹等動態數據結構時，我們將深入探討指針的使用、內存的動態分配與釋放，幫助你建立對內存管理的深刻理解，避免常見的內存泄漏等問題。 STL（Standard Template Library）的應用與對比： 在實現某些數據結構（如列錶、樹）時，我們會將其與 C++ 標準庫中提供的相應組件（如 `std::vector`, `std::list`, `std::map`, `std::set` 等）進行對比，幫助你理解 STL 的設計哲學和高效性，並瞭解何時選擇自定義實現，何時依賴標準庫。 學習方法與內容特色 本書力求做到： 圖文並茂： 大量的圖示將幫助你直觀地理解抽象的數據結構概念和算法執行過程，使學習過程更加生動有趣。 循序漸進： 從最基礎的概念講起，逐步深入，確保讀者能夠穩步掌握復雜的知識點。 代碼驅動： 每一章都配有清晰、可運行的 C++ 代碼示例，讓你邊學邊練，將理論知識轉化為實際的編程能力。 深刻理解： 我們不僅展示“怎麼做”，更強調“為什麼這麼做”，力圖讓你理解每種數據結構和算法背後的設計思想和權衡。 問題導嚮： 通過分析一些典型問題，展示如何運用所學的數據結構和算法來高效地解決它們。 無論你是初學者，希望係統地構建紮實的編程基礎，還是有一定經驗的開發者，希望深入理解數據結構與算法的精髓，本書都將是你寶貴的參考。掌握瞭數據結構與算法，就如同擁有瞭通往更高效、更優雅代碼世界的鑰匙。讓我們一起，用 C++ 打造堅實的計算根基！

評分☆☆☆☆☆

我一直對數據結構和算法充滿好奇，總覺得它們是編程世界裏最核心的“內功”。《圖解數據結構：使用C++》這個書名，給我一種非常直觀的期待。我腦海中立刻聯想到，書中一定充斥著各種清晰的圖示，用來解釋像隊列、棧、鏈錶、樹、圖這些概念的內部構造和操作過程。我設想，當我學習鏈錶時，書中會用圖來展示節點的插入和刪除是如何發生的，每一步的內存變化都會清晰可見；當我學習樹時，書中會用動態的圖來演示各種樹的插入、刪除以及平衡操作，比如AVL樹的鏇轉，紅黑樹的變色和鏇轉。而C++的加入，更是讓我覺得這本書“接地氣”瞭。我希望書中不僅僅是理論的講解，更能提供精煉、高效的C++代碼示例，讓我能夠將這些抽象的算法原理轉化為實際可運行的程序。我希望通過閱讀這本書，我能夠真正理解不同數據結構的優缺點，以及它們在解決不同問題時的適用性，並且能夠熟練地運用C++來實現它們。

評分☆☆☆☆☆

這本書的名字聽起來就很有吸引力，"圖解數據結構：使用C++"。我一直覺得數據結構是編程的基石，但很多時候文字描述總是顯得枯燥乏味，抽象的概念也難以立刻理解。而“圖解”這兩個字，就像黑暗中的一束光，讓我立刻聯想到書中會有大量的圖示、流程圖，甚至是生動的動畫模擬（雖然我知道是書，但這種想象是自然的）。我特彆期待它能夠將鏈錶、樹、圖等這些在腦海中隻能勾勒齣大概輪廓的結構，用清晰直觀的視覺語言展現齣來。比如，插入一個節點在鏈錶裏是怎麼迴事，AVL樹的鏇轉是如何平衡的，BFS和DFS算法在圖中的遍曆過程，這些如果能用圖來一步步演示，絕對會事半功倍。而且，竟然是用C++作為實現語言，這讓我非常興奮。C++的嚴謹和性能優勢，讓它成為學習數據結構和算法的絕佳載體。我希望這本書能在理論講解清楚的基礎上，給齣紮實的C++代碼示例，讓我能夠親手實踐，將那些“看懂”的概念真正“學會”並“掌握”。這本書給我的第一印象，就是它不僅僅是一本技術書籍，更像是一個耐心且善於引導的老師，用最易於接受的方式，幫助我徵服數據結構這個看似高不可攀的山峰。

評分☆☆☆☆☆

在我看來，一本優秀的數據結構書籍，最重要的特質之一就是能夠激發讀者的興趣，並引導他們主動去探索。我之所以對《圖解數據結構：使用C++》這本書産生濃厚興趣，很大程度上是因為“圖解”這個詞。我腦海裏立刻浮現齣各種清晰的圖示，比如用來講解二叉查找樹的平衡過程，或是展示圖的拓撲排序。我堅信，一個好的圖示，能夠勝過韆言萬語。我期待這本書能夠有效地利用視覺元素，將那些容易讓人混淆的概念，例如各種排序算法的比較，堆的構建過程，哈希錶的衝突解決機製等等，變得一目瞭然。而且，它使用瞭C++作為載體，這對我來說是個巨大的吸引力。C++的強大和靈活性，使得它成為實現各種復雜數據結構和算法的理想選擇。我希望這本書能在我學習理論的同時，提供高質量的C++代碼實現，讓我能夠通過編譯運行這些代碼，觀察它們在實際運行中的錶現，從而加深理解。這種理論與實踐相結閤的學習方式，是我一直所追求的。

評分☆☆☆☆☆

我是一個對編程細節要求比較高的人，尤其是涉及到基礎性的東西，總希望能夠徹底弄懂。《圖解數據結構：使用C++》這個名字，一下子就抓住瞭我的痛點。我總覺得，很多數據結構的書籍，在講解抽象概念時，雖然理論上沒錯，但實際操作起來總是會遇到各種各樣的問題。而“圖解”這兩個字，讓我看到瞭希望，我期待書中能夠用大量的圖例，將那些枯燥的概念變得生動形象。比如，我希望在講到排序算法時，書中的圖能夠清晰地展示每一趟排序後數組的變化過程；在講到圖的遍曆時，能夠用不同顔色的箭頭來指示DFS和BFS的搜索路徑。而C++作為實現語言，更是讓我覺得這本書的實用性非常強。我希望書中能夠給齣簡潔、易懂的C++代碼，讓我能夠對照著圖示和代碼，一步步地理解算法的實現細節，並且能夠自己動手去修改和實驗，從而真正掌握這些數據結構和算法。我想要的是那種能夠讓我“看得懂”、“學得會”、“用得上”的書。

評分☆☆☆☆☆

拿到這本《圖解數據結構：使用C++》之後，我最深的感受就是它的“實在”。我一直認為，學習編程，尤其是像數據結構這樣偏重邏輯和算法的領域，動手實踐是不可或缺的一環。我翻閱瞭很多關於數據結構的書籍，有些雖然理論講得很透徹，但代碼示例要麼過於簡化，要麼就是直接丟給你一堆代碼讓你自己去琢磨。而這本書，從書名上就透露齣一種“實戰派”的風格。我猜想，它不會僅僅停留在概念的描述上，而是在每個數據結構和算法講解完畢後，都會附帶一段完整、可運行的C++代碼。我非常期待能夠看到書中是如何將抽象的算法邏輯轉化為具體的C++代碼實現的，例如，如何用C++的類和指針來模擬鏈錶的節點，如何用遞歸或迭代的方式實現樹的遍曆，又或者是在圖的鄰接矩陣或鄰接錶中實現最短路徑算法。更重要的是，我希望這些代碼不僅僅是“能運行”，而是寫得清晰、規範，並且有詳細的注釋，能夠讓我理解每一行代碼的作用，以及它們是如何服務於數據結構和算法的。如果這本書還能包含一些常用的數據結構和算法在實際問題中的應用場景，那簡直就太完美瞭。

評分☆☆☆☆☆

很好

評分☆☆☆☆☆

很不錯的書

評分☆☆☆☆☆

商品很好，使用方便，還會迴購

評分☆☆☆☆☆

書是在*裏泡過的嗎，一股臭味根本散不掉，墨差紙差內容也差

評分☆☆☆☆☆

好

評分☆☆☆☆☆

書很不錯，圖示很多，適閤我這樣的初學者

評分☆☆☆☆☆

可以，基礎的，內容可以

評分☆☆☆☆☆

高等教育齣版社創立於1954年5月18日的北京，是中華人民共和國教育部所屬的齣版全國高等教育、職業技術教育和成人教育教材的綜閤性的大型齣版社。1983年，黨和國傢@鄧小平同誌親自為高等教育齣版社題寫瞭社名。

評分☆☆☆☆☆

數據結構，一本天書，被講的齣神入化，牛逼。