數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

前言

　　21世紀(jì)是知識經(jīng)濟(jì)的時(shí)代，是人才競爭的時(shí)代。隨著21世紀(jì)的到來，人類已步人信息社會，信息產(chǎn)業(yè)正成為全球經(jīng)濟(jì)的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)在信息產(chǎn)業(yè)中占據(jù)了最重要的地位，這就對培養(yǎng)21世紀(jì)高素質(zhì)創(chuàng)新型計(jì)算機(jī)專業(yè)人才提出了迫切的要求?！　榱伺囵B(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新型人才，必須建立高水平的教學(xué)計(jì)劃和課程體系。在20多年跟蹤分析ACM和IEEE計(jì)算機(jī)課程體系的基礎(chǔ)上，緊跟計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展潮流，及時(shí)制定并修正教學(xué)計(jì)劃和課程體系是尤其重要的。計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展對高水平人才的要求，需要我們從總體上優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)，精煉教學(xué)內(nèi)容，拓寬專業(yè)基礎(chǔ)，加強(qiáng)教學(xué)實(shí)踐，特別注重綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，形成“基礎(chǔ)課程精深，專業(yè)課程寬新”的格局?！　榱诉m應(yīng)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科發(fā)展和計(jì)算機(jī)教學(xué)計(jì)劃的需要，要采取多種措施鼓勵(lì)長期從事計(jì)算機(jī)教學(xué)和科技前沿研究的專家教授積極參與計(jì)算機(jī)專業(yè)教材的編著和更新，在教材中及時(shí)反映學(xué)科前沿的研究成果與發(fā)展趨勢，以高水平的科研促進(jìn)教材建設(shè)。同時(shí)適當(dāng)引進(jìn)國外先進(jìn)的原版教材?！　榱颂岣呓虒W(xué)質(zhì)量，需要不斷改革教學(xué)方法與手段，倡導(dǎo)因材施教，強(qiáng)調(diào)知識的總結(jié)、梳理、推演和挖掘，通過加快教案的不斷更新，使學(xué)生掌握教材中未及時(shí)反映的學(xué)科發(fā)展新動向，進(jìn)一步拓寬視野。教學(xué)與科研相結(jié)合是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力的有效途徑。高水平的科研可以為教學(xué)提供最先進(jìn)的高新技術(shù)平臺和創(chuàng)造性的工作環(huán)境，使學(xué)生得以接觸最先進(jìn)的計(jì)算機(jī)理論、技術(shù)和環(huán)境。高水平的科研還可以為高水平人才的素質(zhì)教育提供良好的物質(zhì)基礎(chǔ)。學(xué)生在課題研究中不但能了解科學(xué)研究的艱辛和科研工作者的奉獻(xiàn)精神，而且能熏陶和培養(yǎng)良好的科研作風(fēng)，鍛煉和培養(yǎng)攻關(guān)能力和協(xié)作精神?！　∵M(jìn)入21世紀(jì)，我國高等教育進(jìn)入了前所未有的大發(fā)展時(shí)期，時(shí)代的進(jìn)步與發(fā)展對高等教育質(zhì)量提出了更高、更新的要求。2001年8月，教育部頒發(fā)了《關(guān)于加強(qiáng)高等學(xué)校本科教學(xué)工作，提高教學(xué)質(zhì)量的若干意見》。文件指出，本科教育是高等教育的主體和基礎(chǔ)，抓好本科教學(xué)是提高整個(gè)高等教育質(zhì)量的重點(diǎn)和關(guān)鍵。隨著高等教育的普及和高等學(xué)校的擴(kuò)招，在校大學(xué)本科計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的人數(shù)將大量上升，對適合21世紀(jì)大學(xué)本科計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科課程體系要求的，并且適合中國學(xué)生學(xué)習(xí)的計(jì)算機(jī)專業(yè)教材的需求量也將急劇增加。為此，中國計(jì)算機(jī)學(xué)會和清華大學(xué)出版社共同規(guī)劃了面向全國高等院校計(jì)算機(jī)專業(yè)本科生的“21世紀(jì)大學(xué)本科計(jì)算機(jī)專業(yè)系列教材”。本系列教材借鑒美國ACM和IEEE最新制定的COmputing Currcula 2005（簡稱CC2005）課程體系，反映當(dāng)代計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科水平和計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的新發(fā)展、新技術(shù)，并且結(jié)合中國計(jì)算機(jī)教育改革成果和中國國情。

內(nèi)容概要

　本書以ACM和IEEE/CS Computing Curricula 2005課程體系以及教育部計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)教學(xué)指導(dǎo)委員會發(fā)布的　“高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)規(guī)范”中制定的關(guān)于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法設(shè)計(jì)與分析的知識結(jié)構(gòu)和體系為依據(jù)，以基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和抽象數(shù)據(jù)類型為知識單元而編寫。本書一個(gè)明顯的特色是在STL（Standard Template Library）框架下描述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)思想和實(shí)現(xiàn)方法，使讀者循序漸進(jìn)地理解數(shù)據(jù)抽象，面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)方法和泛型算法設(shè)計(jì)三位一體的面向高層次的現(xiàn)代化軟件設(shè)計(jì)風(fēng)格。全書共分16章，涵蓋 CC2005 課程體系中有關(guān)算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、知識結(jié)構(gòu)和體系的重要內(nèi)容，包括算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)引論、向量、雙端隊(duì)列、表、棧和隊(duì)列、排序與選擇、樹、二叉搜索樹、平衡搜索樹、集合、映射、堆與優(yōu)先隊(duì)列、散列、并查集、圖與相關(guān)算法?！　∪珪捎妹嫦?qū)ο蟮腃++語言作為描述語言，以STL的設(shè)計(jì)理念為描述和實(shí)現(xiàn)框架，內(nèi)容豐富，敘述簡明，理論與實(shí)踐并重，每章設(shè)計(jì)有應(yīng)用舉例、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法實(shí)驗(yàn)題，并為任課教師免費(fèi)提供電子課件和課程實(shí)驗(yàn)用數(shù)據(jù)?！　”緯勺鳛楦叩葘W(xué)校計(jì)算機(jī)、電子信息、信息與計(jì)算科學(xué)、信息管理與信息系統(tǒng)等專業(yè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教材，也適合工程技術(shù)人員和自學(xué)者學(xué)習(xí)參考。

作者簡介

王曉東教授，福建省計(jì)算機(jī)學(xué)會理事長。研究領(lǐng)域是算法設(shè)計(jì)與算法評價(jià)，基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和信息安全的大規(guī)模問題求解算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，信息可視化技術(shù)，幾何計(jì)算，并行和分布式算法設(shè)計(jì)，計(jì)算復(fù)雜性理論。主持國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、國家優(yōu)秀留學(xué)回國人員基金項(xiàng)目、福建省杰出人

書籍目錄

第1章 算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)引論　1.1 算法及其復(fù)雜性的概念　1.2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與抽象數(shù)據(jù)類型　1.3 用C++描述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法　1.4 遞歸　1.5 標(biāo)準(zhǔn)模板庫STL與泛型算法　1.6 應(yīng)用舉例　習(xí)題1　數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法實(shí)驗(yàn)1第2章 向量　2.1 向量的基本概念　2.2 抽象數(shù)據(jù)類型向量　2.3 向量的迭代器　2.4 向量的實(shí)現(xiàn)方法　2.5 矩陣與多維向量　2.6 高精度整數(shù)　2.7 應(yīng)用舉例　習(xí)題2　數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法實(shí)驗(yàn)2第3章 雙端隊(duì)列　3.1 雙端隊(duì)列的基本概念　3.2 抽象數(shù)據(jù)類型雙端隊(duì)列　3.3 雙端隊(duì)列的實(shí)現(xiàn)方法　3.4 雙端隊(duì)列的迭代器　3.5 應(yīng)用舉例　習(xí)題3　數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法實(shí)驗(yàn)3第4章 線性表　4.1 表的基本概念　4.2 用數(shù)組實(shí)現(xiàn)表　4.3 用指針實(shí)現(xiàn)表　……第5章 棧第6章 隊(duì)列第7章 排序與選擇第8章 樹第9章 二叉搜索樹第10章 平衡搜索樹第11章 集合第12章 映射第13章 散列第14章 堆與優(yōu)先隊(duì)列第15章 并查集第16章 圖參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第1章　算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)引論　　1.1　算法及其復(fù)雜性的概念　　1.1.1　算法與程序　　對于計(jì)算機(jī)科學(xué)來說，算法（algorithm）的概念至關(guān)重要。例如在大型軟件系統(tǒng)的開發(fā)中，設(shè)計(jì)出有效的算法將起決定性的作用?！　∷惴ㄊ怯扇舾蓷l指令組成的有窮序列，且滿足下述幾條性質(zhì)。　?。?）輸入：有若干個(gè)由外部提供的量作為算法的輸入。　?。?）輸出：算法產(chǎn)生至少一個(gè)量作為輸出?！　。?）確定性：組成算法的每條指令是清晰，無歧義的?！　。?）有限性：算法中每條指令的執(zhí)行次數(shù)有限，執(zhí)行每條指令的時(shí)間也是有限的。　　程序（program）是算法用某種程序設(shè)計(jì)語言的具體實(shí)現(xiàn)。程序可以不滿足算法的性質(zhì)（4）。例如操作系統(tǒng)，它是一個(gè)在無限循環(huán)中執(zhí)行的程序，因而不是一個(gè)算法。然而可把操作系統(tǒng)的各種任務(wù)看成是一些單獨(dú)的問題，每一個(gè)問題由操作系統(tǒng)中的一個(gè)子程序通過特定的算法來實(shí)現(xiàn)。該子程序得到輸出結(jié)果后便終止?！　?.1.2　算法復(fù)雜性的概念　　一個(gè)算法的復(fù)雜性的高低體現(xiàn)在運(yùn)行該算法需要多少計(jì)算機(jī)資源。所需要的資源越多，算法的復(fù)雜性越高。所需要的資源越少，算法的復(fù)雜性就越低。最重要的計(jì)算機(jī)的資源是時(shí)間和空間資源。

編輯推薦

　　《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(STL框架)》是國家精品課程配套教材，根據(jù)教育部“高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)規(guī)范”組織編寫，與美國ACM和IEEE Computing Curricula 2005同步?！　　稊?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(STL框架)》特色　　本教材以ACM和IEEE Comututing Curricula 2005課程體系以及教育部高等學(xué)校汁算機(jī)科學(xué)與技術(shù)教學(xué)指導(dǎo)委員會制定的“高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)規(guī)范”中關(guān)于算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的知識結(jié)構(gòu)和體系為依據(jù)編寫，具有如下特色：　　按照算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的知識結(jié)構(gòu)和體系為主要內(nèi)容，采用面向?qū)ο蟮腃++語言作為描述語言，以STL的設(shè)計(jì)理念為描述和實(shí)現(xiàn)框架組織編寫。為計(jì)算學(xué)科的學(xué)生提供廣泛堅(jiān)實(shí)的算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)知識?！　@計(jì)算學(xué)科常用的基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和基本算法組織教學(xué)內(nèi)容。在概念的編織上，貫穿學(xué)科中反復(fù)出現(xiàn)的12個(gè)基本概念。在內(nèi)容的組織上，體現(xiàn)計(jì)算學(xué)科的新概括，融會為學(xué)科形態(tài)的理論、抽象和設(shè)計(jì)三個(gè)過程。內(nèi)容豐富，敘述簡明，理論與實(shí)踐并重。　　在STL（Standard Template Library）的框架下來描述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)思想和實(shí)現(xiàn)方法，使讀者循序漸進(jìn)地理解數(shù)據(jù)抽象，面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)方法和泛型算法設(shè)計(jì)三位一體的面向高層次的現(xiàn)代化軟件設(shè)計(jì)風(fēng)格?！　∮脧V度與深度兼顧、理論與實(shí)踐并重的教學(xué)策略，迅速培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)興趣.在具體知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)中深入探究，逐步培養(yǎng)科學(xué)嚴(yán)密的計(jì)算思維和創(chuàng)新能力。在STL框架下描述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)思想和實(shí)現(xiàn)方法，有利于培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維能力和邏輯推理能力，以及對于具體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用能力?！　×?xí)題設(shè)計(jì)獨(dú)具特色。理論分析型的習(xí)題側(cè)重于算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)理論的掌握與擴(kuò)展，應(yīng)用實(shí)驗(yàn)型的習(xí)題則側(cè)重?cái)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)與具體應(yīng)用。　　為任課教師免費(fèi)提供電子課件和課程實(shí)驗(yàn)型習(xí)題測試數(shù)據(jù)和答案。

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