数据结构原理与应用(第2版算法与程序设计普通高校本科计算机专业特色教材)

本书在选材与编排上， 秉持“五可”原则——“可读”“ 可学”“可用”“可研”“可练”。 全书共9章，在保留第1版的 8章经典内容——绪论、线 性表、栈和队列、数组和矩 阵、树和二叉树、图、查找 与排序的基础上，新增第9 章“分布与并发数据结构”， 以紧跟技术发展趋势。全书 有118个算法、80余道应用 与示例、300余道练习题、 83个微课视频。应用案例涉 及数据结构在工程计算、大 数据、操作系统、大数据及 人工智能等各方面的应用。 练习题题型包括填空题、简 答题、应用题、算法设计题 、上机练习题、AI开放题等 ，满足学生原理理解、知识 应用、模仿与创新、算法训 练、实践应用、素养提高等 多方面需求。每章小结给出 全章知识结构图以及相关算 法与应用汇总。微课视频总 时长约700分钟，覆盖前8 章内容。 本书将经典理论与前沿 技术结合，内容编排新颖， 图文并茂，配套资料齐全（ 包含微课、源码、实践教程 与学习指导等）。原理叙述 直达要义、算法步骤与伪码 一一对应、应用示例广泛且 富有启发性。 本书不仅适合作为高等 学校计算机及相关专业“数 据结构”课程的教材，也非 常适合从事计算机软件开发 与应用的工程技术人员作为 参考书籍。

第1章 绪论 1.1 课程属性与术语 1.1.1 数据结构是程序的重要组成部分 1.1.2 数据结构是提升编程能力的必备 1.1.3 数据结构与术语 1.1.4 数据结构决定算法 1.2 数据结构的研究内容 1.2.1 逻辑结构 1.2.2 存储结构/物理结构 1.2.3 逻辑结构与物理结构的关系 1.2.4 非数值计算问题 1.2.5 数据结构与程序设计的关系 1.3 抽象数据类型 1.3.1 抽象数据类型的定义 1.3.2 抽象数据类型的实现 1.4 算法与算法分析 1.4.1 算法的概念 1.4.2 算法描述 1.4.3 算法性能分析 1.5 数据结构的重要性与应用 1.5.1 数据结构的重要性 1.5.2 数据结构的应用实例 1.6 小结 习题 第2章 线性表 2.1 线性表的定义 2.1.1 线性表的逻辑特性 2.1.2 线性表的抽象数据类型 2.2 顺序表 2.2.1 顺序表的定义 2.2.2 顺序表的存储设计 2.2.3 顺序表的操作及实现 2.2.4 顺序表应用举例 2.3 链表 2.3.1 单链表的定义及特性 2.3.2 单链表的存储设计 2.3.3 单链表的操作及实现 2.3.4 其他形式的链表 2.3.5 链表应用举例 2.4 顺序表与链表的比较 2.4.1 空间性能比较 2.4.2 时间性能比较 2.4.3 环境性能比较 2.5 线性表在大数据处理中的应用 2.5.1 日志处理 2.5.2 数据预处理与数据清洗 2.5.3 数据缓存 2.5.4 数据索引 2.6 小结 习题 第3章 栈和队列 3.1 栈 3.1.1 栈的定义和特点 3.1.2 顺序栈 3.1.3 链栈 3.1.4 顺序栈和链栈的比较 3.1.5 栈的应用 3.2 队列 3.2.1 队列的定义和特点 3.2.2 循环队列 3.2.3 链队 3.2.4 循环队列与链队列的比较 3.2.5 队列的应用 3.3 栈与队列在操作系统中的高级应用 3.3.1 进程调用栈和系统调用栈 3.3.2 进程调度 3.3.3 内存管理 3.3.4 并发控制 3.4 小结 习题 第4章 数组和矩阵 4.1 多维数组 4.1.1 数组的定义 4.1.2 数组的顺序存储 4.2 特殊矩阵 4.2.1 对称矩阵 4.2.2 三角矩阵 4.2.3 对角矩阵 4.3 稀疏矩阵 4.3.1 三元组表顺序存储 4.3.2 带行指针向量的链式存储 4.3.3 十字链表 4.4 数组与矩阵在工程计算中的应用 4.4.1 结构工程中的力学分析 4.4.2 信号处理 4.4.3 图像处理 4.4.4 控制系统设计 4.4.5 电子电路仿真与设计 4.4.6 天气预报与气候建模 4.4.7 金融工程与风险管理 4.5 小结 习题 第5章 树和二叉树 5.1 树 5.1.1 树的定义与表示 5.1.2 树的术语 5.1.3 树的抽象数据类型 5.1.4 树的存储设计 5.1.5 树和森林的遍历 5.2 二叉树的定义与特性 5.2.1 二叉树的定义 5.2.2 特殊二叉树 5.2.3 二叉树的性质 5.2.4 二叉树的抽象数据类型 5.3 二叉树的存储结构 5.4 二叉树操作 5.4.1 二叉树遍历 5.4.2 根据遍历序列确定二叉树 5.4.3 先、中、后序遍历的非递归算法 5.4.4 二叉树的其他操作 5.5 线索二叉树 5.5.1 线索二叉树的定义 5.5.2 线索二叉树的建立 5.5.3 线索二叉树的遍历 5.6 树和森林与二叉树的相互转换 5.6.1 树与二叉树相互转换 5.6.2 森林与二叉树相互转换 5.7 最优二叉树及其应用 5.7.1 基本概念 5.7.2 构造最优二叉树 5.7.3 哈夫曼编码 5.8 树结构在机器学习中的应用举例 5.8.1 决策树及其应用 5.8.2 随机森林及其应用 5.8.3 自然语言处理 5.9 小结 习题 第6章 图 6.1 图的定义及相关术语 6.1.1 图的定义 6.1.2 图的术语 6.1.3 图的抽象数据类型 6.2 图的存储及操作 6.2.1 邻接矩阵表示法及操作举例 6.2.2 邻接表表示法及操作举例 6.2.3 十字链表表示法及操作举例 6.2.4 邻接多重表表示法及操作举例 6.3 图的遍历及应用 6.3.1 深度优先遍历 6.3.2 广度优先遍历 6.3.3 遍历应用举例 6.4 图的应用 6.4.1 最小生成树 6.4.2 最短路径 6.4.3 AOV网与拓扑排序 6.4.4 AOE网与关键路径 6.5 图结构在现代技术中的应用举例 6.5.1 社交网络分析 6.5.2 交通规划 6.5.3 互联网链接分析 6.6 小结 习题 第7章 查找 7.1 查找的基本概念 7.1.1 术语 7.1.2 查找性能 7.2 线性表查找技术 7.2.1 顺序查找 7.2.2 折半查找 7.2.3 串的模式匹配 7.3 树表查找 7.3.1 二叉排序树 7.3.2 平衡二叉树 7.4