數據結構(C++描述)（簡體書）

“數據結構”是計算機類各專業重要的專業基礎課程，是提高軟件設計
水平以及學習後續課程所必需的基礎。課程中涉及軟件設計中常見的幾種數
據結構及其在計算機內存中的表示(即存儲)形式和各種操作的實現，以及軟
件設計中常用的排序和查找運算。
《數據結構(C++描述21世紀高等學校計算機規劃教材)》由胡學鋼、張
晶主編，共11章，內容包括概述、順序棧、順序隊列、鏈棧和鏈隊列、線性
表、數組和廣義表、遞歸技術、樹和二叉樹、圖、查找、排序等內容，并配
有相關的習題。全書內容安排由易到難，逐步深化，便于學習；內容組織上
，以特定的知識框架組織知識，便于學生的學習、復習和主動學習；針對難
度較大的章節，以模塊化方法分解和組織教材內容，降低學習難度；以豐富
的例題討論來加強算法和程序設計的分析，引導和加深學生對技術的理解；
以通俗的語言講解內容，便于學生的理解。全部內容安排避免了概念和理論
的平鋪直述，因而容易激發學生的學習興趣，具有較好的學習效果。
《數據結構(C++描述21世紀高等學校計算機規劃教材)》是工程、應用
型計算機類相關專業的“數據結構”課程教材，也可作為其他專業學生學習
“數據結構”課程的教材或參考書。

胡學鋼 合肥工業大學計算機與信息學院教授，博士生導師。兼任安徽省高等院校計算機教育研究會常務副理事長，教育部計算機科學與技術專業教學指導委員會委員(2006—2010)。中國計算機學會教育專委會常委，安徽省教學名師。長期從事計算機科學與技術專業的教學、科研及教學研究工作。主持和參與國家自然科學基金等多項科研課題、省級教學研究課題、質量工程建設項目等。主持的“數據結構”課程被列為國家級精品課程。近幾年發表學術論文數十篇。張晶 合肥工業大學計算機與信息學院計算機系副主任。長期從事計算機科學與技術專業的教學、科研及教學研究工作。參與國家自然科學基金等多項科研課題，主持并參加多項省級教學研究課題等，作為主講教師之一的“教據結構”課程被列為國家級精品課程。近幾年發表學術論文數十篇。

與大多數教材不同的是，《數據結構(C++描述21世紀高等學校計算機規劃教材)》由胡學鋼、張晶主編，通過相關背景的介紹，引入知識體系；知識體系突出系統性和基礎理論；通過實際問題的求解方法的詳細描述，引導問題求解能力的培養；作業和實踐教學安排有助于更進一步的學習。
與目前大多數教材實例偏少，導致感覺抽象，且對應用能力的引導不夠所不同的是，本書通過更多的實例，展示基礎知識的實際應用價值，包括問題分析、數據結構設計、算法設計與分析等能力的引導。
由于注意了必要背景的引入，因而本書能適用于更多不同基礎的讀者；采用通俗的方式描述內容，便于課程的學習和理解；內容編排上由易到難，循序漸進，便于學習。

第1章 概論 1
1.1 數據結構課程的研究內容 1
1.1.1 從幾個程序設計問題的討論開始 1
1.1.2 用計算機解決實際問題的過程 5
1.1.3 學習數據結構課程的意義 8
1.2 基本術語 9
1.3 算法描述及分析 10
1.3.1 算法描述語言概述 10
1.3.2 算法分析 11
本章小結 12
習題 13
第2章 棧 14
2.1 棧的定義和運算 14
2.1.1 基本概念 14
2.1.2 棧的運算 15
2.2 順序棧 18
2.2.1 棧的順序存儲結構 18
2.2.2 順序棧的C++描述 18
2.2.3 順序棧上運算的實現 19
2.3 棧的應用實例 21
本章小結 24
習題 24
第3章 順序隊列 26
3.1 隊列的定義和運算 26
3.1.1 基本概念 26
3.1.2 隊列的運算 26
3.2 順序隊列與循環隊列 28
3.2.1 存儲結構 29
3.2.2 順序隊列中實現運算的討論 29
3.2.3 隊列的應用概述 32
本章小結 33
習題 34
第4章 鏈棧和鏈隊列 35
4.1 鏈表結構 35
4.1.1 指針與動態變量 35
4.1.2 鏈表基本結構 37
4.2 鏈棧 38
4.2.1 鏈棧的存儲結構 39
4.2.2 鏈棧的運算實現 39
4.3 鏈隊列 42
4.3.1 鏈隊列的存儲結構 42
4.3.2 鏈隊列的運算實現 43
本章小結 45
習題 45
第5章 線性表 46
5.1 線性表的定義和運算 46
5.1.1 線性表的定義 46
5.1.2 線性表的運算 47
5.2 順序表 49
5.2.1 線性表的順序存儲結構 49
5.2.2 順序表運算的實現 49
5.2.3 順序表的應用 52
5.3 鏈表 55
5.3.1 線性表的鏈表存儲結構 55
5.3.2 鏈表運算的實現 57
5.3.3 其他形式的鏈表結構 66
5.4 串 69
5.4.1 串的定義和運算 69
5.4.2 串的存儲 69
本章小結 71
習題 72
第6章 遞歸 73
6.1 引言 73
6.2 遞歸程序的定義及其一般形式 74
6.2.1 遞歸程序的定義 74
6.2.2 遞歸程序的一般形式 75
6.3 遞歸調用的內部實現原理 75
6.3.1 一般函數的內部實現 75
6.3.2 遞歸調用的內部實現原理 77
6.4 遞歸程序的閱讀 79
6.5 遞歸程序的正確性證明和編寫 81
6.5.1 遞歸程序的正確性證明 81
6.5.2 遞歸程序的編寫 83
6.6 遞歸的模擬 84
6.7 遞歸技術應用 91
本章小結 95
習題 95
第7章 數組和廣義表 99
7.1 數組 99
7.1.1 數組的定義和運算 99
7.1.2 數組的順序存儲 100
7.1.3 矩陣的壓縮存儲 101
7.2 廣義表 103
7.2.1 廣義表的基本概念 103
7.2.2 廣義表的基本運算 104
7.2.3 廣義表的存儲 105
本章小結 106
習題 106
第8章 樹 108
8.1 樹 108
8.2 二叉樹 110
8.2.1 二叉樹的基本概念 110
8.2.2 二叉樹的性質 111
8.2.3 二叉樹的存儲結構 113
8.3 二叉樹的遍歷 114
8.3.1 遍歷算法的實現 115
8.3.2 二叉樹遍歷算法的應用 119
8.4 線索二叉樹 121
8.4.1 線索二叉樹結構 121
8.4.2 線索二叉樹中前驅後繼的求解 123
8.5 樹和森林 125
8.5.1 樹的存儲結構 125
8.5.2 樹(森林)與二叉樹的轉換 128
8.5.3 樹(森林)的遍歷 130
8.6 哈夫曼樹 131
8.6.1 問題描述及求解方法 132
8.6.2 應用實例 135
本章小結 136
習題 136
第9章 圖 140
9.1 基本概念 140
9.2 圖的存儲結構 143
9.2.1 鄰接矩陣表示 143
9.2.2 鄰接表表示 144
9.3 圖的遍歷算法及其應用 146
9.3.1 深度優先搜索遍歷算法及其應用 146
9.3.2 廣度優先搜索遍歷算法及其應用 151
9.4 最小生成樹 154
9.4.1 Prim算法 155
9.4.2 Kruskal算法 159
9.5 有向無環圖 161
9.5.1 拓撲排序 161
9.5.2 關鍵路徑 164
9.6 最短路徑 168
9.6.1 從單個頂點到其余各頂點之間的最短路徑 168
9.6.2 各頂點之間的最短路徑 172
本章小結 175
習題 175
第10章 查找 178
10.1 概述 178
10.2 順序表的查找 179
10.2.1 簡單順序查找 179
10.2.2 有序表的二分查找 180
10.2.3 索引順序表的查找 183
10.3 樹表的查找 183
10.3.1 二叉排序樹及其查找 184
10.3.2 平衡二叉樹 186
10.4 散列表的查找 191
10.4.1 散列表的基本概念 191
10.4.2 散列函數的構造方法 192
10.4.3 處理沖突的方法 193
10.4.4 散列表的查找 195
本章小結 195
習題 196
第11章 排序 198
11.1 概述 198
11.1.1 排序及其分類 198
11.1.2 排序算法的分析指標 199
11.2 插入排序 199
11.2.1 直接插入排序 199
11.2.2 希爾排序 201
11.3 交換排序 203
11.3.1 冒泡排序 203
11.3.2 快速排序 204
11.4 選擇排序 207
11.4.1 直接選擇排序 207
11.4.2 堆排序 208
11.5 歸并排序 213
11.5.1 歸并 213
11.5.2 歸并排序 213
本章小結 214
習題 215