数据结构(C语言版)

目　录



第1章　概论　1

1.1　数据结构的基本概念与术语　1

1.1.1　数据结构的基本概念　1

1.1.2　数据的逻辑结构　2

1.1.3　数据的存储结构　3

1.1.4　数据的运算集合　5

1.2　数据类型和抽象数据类型　5

1.2.1　数据类型　6

1.2.2　抽象数据类型　7

1.2.3　抽象数据类型的描述和实现　7

1.3　算法和算法分析　8

1.3.1　算法的基本概念和基本特征　8

1.3.2　算法的时间复杂度和空间复杂度　8

习题　10



第2章　线性表及其顺序存储　11

2.1　线性表　11

2.2　顺序表　11

2.2.1　顺序表的基本概念及描述　11

2.2.2　顺序表的实现　12

2.3　栈　16

2.3.1　栈的基本概念及描述　16

2.3.2　顺序栈及其实现　18

2.3.3　栈的应用之一——括号匹配　20

2.3.4　栈的应用之二——算术表达式求值　21

2.4　队列　26

2.4.1　队列的基本概念及描述　26

2.4.2　顺序队列及其实现　27

2.4.3　顺序循环队列及其实现　30

习题　32



第3章　线性表的链式存储　34

3.1　链式存储　34

3.2　单链表　35

3.2.1　单链表的基本概念及描述　35

3.2.2　单链表的实现　36

3.3　带头结点的单链表　40

3.3.1　带头结点的单链表的基本概念及描述　40

3.3.2　带头结点的单链表的实现　40

3.4　循环单链表　44

3.4.1　循环单链表的基本概念及描述　44

3.4.2　循环单链表的实现　44

3.5　双链表　50

3.5.1　双链表的基本概念及描述　50

3.5.2　双链表的实现　50

3.6　链式栈　55

3.6.1　链式栈的基本概念及描述　55

3.6.2　链式栈的实现　56

3.7　链式队列　58

3.7.1　链式队列的基本概念及描述　58

3.7.2　链式队列的实现　59

习题　62



第4章　字符串、数组和特殊矩阵　64

4.1　字符串　64

4.1.1　字符串的基本概念　64

4.1.2　字符串类的定义　64

4.1.3　字符串的存储及其实现　65

4.2　字符串的模式匹配　72

4.2.1　朴素的模式匹配算法　73

4.2.2　快速模式匹配算法　73

4.3　数组　76

4.3.1　数组和数组元素　76

4.3.2　数组类的定义　77

4.3.3　数组的顺序存储及实现　78

4.4　特殊矩阵　81

4.4.1　对称矩阵的压缩存储　82

4.4.2　三角矩阵的压缩存储　83

4.4.3　带状矩阵的压缩存储　84

4.5　稀疏矩阵　86

4.5.1　稀疏矩阵类的定义　86

4.5.2　稀疏矩阵的顺序存储及其实现　87

4.5.3　稀疏矩阵的链式存储及实现　89

习题　93



第5章　递归　94

5.1　递归的基本概念与递归程序设计　94

5.2　递归程序执行过程的分析　96

5.3　递归程序到非递归程序的转换　99

5.3.1　简单递归程序到非递归程序的转换　99

5.3.2　复杂递归程序到非递归程序的转换　102

5.4　递归程序设计的应用实例　107

习题　109



第6章　树型结构　110

6.1　树的基本概念　110

6.2　树类的定义　112

6.3　树的存储结构　112

6.3.1　双亲表示法　112

6.3.2　孩子表示法　113

6.3.3　孩子兄弟表示法　116

6.4　树的遍历　117

6.5　树的线性表示　120

6.5.1　树的括号表示　120

6.5.2　树的层号表示　122

习题　124



第7章　二叉树　125

7.1　二叉树的基本概念　125

7.2　二叉树的基本运算　127

7.3　二叉树的存储结构　128

7.3.1　顺序存储结构　128

7.3.2　链式存储结构　130

7.4　二叉树的遍历　131

7.4.1　二叉树遍历的定义　131

7.4.2　二叉树遍历的递归实现　131

7.4.3　二叉树遍历的非递归实现　133

7.5　二叉树其他运算的实现　137

7.6　穿线二叉树　139

7.6.1　穿线二叉树的定义　139

7.6.2　中序穿线二叉树的基本运算　140

7.6.3　中序穿线二叉树的存储结构及其实现　140

7.7　树、森林和二叉树的转换　143

7.7.1　树、森林到二叉树的转换　143

7.7.2　二叉树到树、森林的转换　144

习题　144



第8章　图　146

8.1　图的基本概念　146

8.2　图的基本运算　149

8.3　图的基本存储结构　150

8.3.1　邻接矩阵及其实现　150

8.3.2　邻接表及其实现　153

8.3.3　邻接多重表　155

8.4　图的遍历　156

8.4.1　深度优先遍历　156

8.4.2　广度优先遍历　158

8.5　生成树与*小生成树　160

8.5.1　*小生成树的定义　161

8.5.2　*小生成树的普里姆(prim)算法　163

8.5.3　*小生成树的克鲁斯卡尔(kruskal)算法　166

8.6　*短路径　169

8.6.1　单源*短路径　169

8.6.2　所有顶点对的*短路径　172

8.7　拓扑排序　174

8.8　关键路径　177

习题　182

第

9章　检索　186

9.1　检索的基本概念　186

9.2　线性表的检索　187

9.2.1　顺序检索　187

9.2.2　二分法检索　188

9.2.3　分块检索　191

9.3　二叉排序树　193

9.4　丰满树和平衡树　200

9.4.1　丰满树　200

9.4.2　平衡二叉排序树　201

9.5　*佳二叉排序树和huffman树　207

9.5.1　扩充二叉树　207

9.5.2　*佳二叉排序树　208

9.5.3　huffman树　213

9.6　b树　216

9.6.1　b-树的定义　217

9.6.2　b-树的基本操作　217

9.6.3　b+树　222

9.7　散列表检索　224

9.7.1　散列存储　224

9.7.2　散列函数的构造　225

9.7.3　冲突处理　226

习题　230



第10章　内排序　233

10.1　排序的基本概念　233

10.2　插入排序　234

10.2.1　直接插入排序　234

10.2.2　二分法插入排序　237

10.2.3　表插入排序　238

10.2.4　shell插入排序　240

10.3　选择排序　241

10.3.1　直接选择排序　241

10.3.2　树型选择排序　243

10.3.3　堆排序　245

10.4　交换排序　249

10.4.1　冒泡排序　249

10.4.2　快速排序　250

10.5　归并排序　253

10.6　基数排序　256

10.6.1　多排序码的排序　256

10.6.2　静态链式基数排序　256

习题　260



附录1　基础实验　262

实验1　线性表的顺序实现　262

实验2　不带头结点的单链表　265

实验3　带头结点的单链表　269

实验4　栈与字符串　271

实验5　递归　275

实验6　树　278

实验7　二叉树　280

实验8　图　283

实验9　检索　285

实验10　排序　286

附录2　综合实验　289



参考文献　295