数据结构最全课件
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数据结构资料 ppt课件
5 13 19 21 37 56 64
high 8 9 10 11 75 80 88 92
low
mid
high
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
5 13 19 21 37 56 64 75 80 88 92
low mid high
直至low>high时，查找失败
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 5 13 19 21 37 56 64 75 80 88 92
if (L.elem[i]==e) return i+1; return 0;}
改进：把待查关键字key存入表头（“哨兵”）， 从后向前逐个比较，可免去查找过程中每一步都要 检测是否查找完毕，加快速度。
int Search_Seq( SSTable ST , KeyType key ){ //若成功返回其位置信息，否则返回0 ST.R[0].key =key;
for( i=ST.length; ST.R[ i ].key!=key; - - i ); //不用for(i=n; i>0; - -i) 或 for(i=1; i<=n; i++) return i;
}
顺序查找的性能分析
• 空间复杂度：一个辅助空间。 • 时间复杂度： 1) 查找成功时的平均查找长度
n个数存在一维数组A[1..n]中，在进行顺序查找时， 这n个数的排列有序或无序其平均查找长度ASL不同。
查找概率相等时，ASL相同； 查找概率不等时，如果从前向后查找，则按查找概率 由大到小排列的有序表其ASL要比无序表ASL小。
折半查找
123456 5 13 19 21 37 56
若k==R[mid].key，查找成功 若k<R[mid].key，则high=mid-1 若k>R[mid].key，则low=mid+1
(2024年)《数据结构》全套课件
30
树形数据结构的查找算法
二叉排序树的查找
从根节点开始，若查找值小于当前节点 值，则在左子树中查找；若大于当前节 点值，则在右子树中查找。
VS
平衡二叉树的查找
在保持二叉排序树特性的基础上，通过旋 转操作使树保持平衡，提高查找效率。
2024/3/26
31
散列表的查找算法
散列函数的设计
将关键字映射为散列表中位置的函数。
过指针来表示。
链式存储的特点
逻辑上相邻的元素在物理位置上 不一定相邻；每个元素都包含数
据域和指针域。
链式存储的优缺点
优点是插入和删除操作不需要移 动元素，只需修改指针；缺点是
存储密度小、空间利用率低。
2024/3/26
11
线性表的基本操作与实现
插入元素
在线性表的指定位 置插入一个元素。
查找元素
在线性表中查找指 定元素并返回其位 置。
自然语言处理的应用
在自然语言处理中，需要处理大量的文本数据，数据结构中的字符 串、链表、树等可以很好地支持文本的处理和分析。
41
数据结构在计算机网络中的应用
2024/3/26
路由算法的实现
计算机网络中的路由算法需要大量的数据结构支持，如最短路径 树、距离向量等。
网络流量的控制
在计算机网络中，需要对网络流量进行控制和管理，数据结构中的 队列、缓冲区等可以很好地支持流量的控制。
37
06
数据结构的应用与拓展
2024/3/26
38
数据结构在算法设计中的应用
01
作为算法设计的基 础
数据结构为算法提供了基本操作 和存储方式，是算法实现的重要 基础。
02
提高算法效率
数据结构说课ppt课件
（1）数据的逻辑结构：数据的逻辑结构是指数据元素之间存在的固有逻辑关系，常称为数
基本概念与术语
据结构。
数据的逻辑结构是从数据元素之间存在的逻辑关系上描述数据与数据的存储无关，是独立于计算机的。
依据数据元素之间的关系，可以把数据的逻辑结构分成以下几种：
1.集合：数据中的数据元素之间除了“同属于一个集合“的关系以外，没有其他关系。
单链表
链表操作算法：初始化、插入、输出、删除、遍历
8. 在一个单链表中删除q所指结点时，应执行如下操作：
q=p->next;
p->next=( p->next->next );
free(q);//这种题目靠一根指针是没有办法完成的，必须要借助第二根指针。
9. 在一个单链表中p所指结点之后插入一个s所指结点时，应执行：
(2) 若表的总数基本稳定，且很少进行插入和删除，但要求以最快的速度存取表中的元
问答题
素，这时，应采用哪种存储表示？为什么？
应采用顺序存储表示。因为顺序存储表示的存取速度快，但修改效率低。若表的总数基本稳定，且很少进行插入和删除，但要求以最快的速度存取表中的元素，这时采用顺序存储表示较好。
03
栈和队列
数据结构说课ppt课件
演讲人
数据结构概述
01
线性表
02
栈和队列
03
目录
01
数据结构概述
基本概念与术语
2.数据元素：数据元素是数据的基本单位，是数据这个集合中的个体，也称之为元素，结点，顶点记录。
（补充：一个数据元素可由若干个数据项组成。数据项是数据的不可分割的最小单位。）
在右侧编辑区输入内容
顺序表的存储效率高，存取速度快。此，不易扩充。同时，由于在插入或删除时，为保持原有次序，平均需要移动一半(或近一半)元素，修改效率不高。
基本概念与术语
据结构。
数据的逻辑结构是从数据元素之间存在的逻辑关系上描述数据与数据的存储无关，是独立于计算机的。
依据数据元素之间的关系，可以把数据的逻辑结构分成以下几种：
1.集合：数据中的数据元素之间除了“同属于一个集合“的关系以外，没有其他关系。
单链表
链表操作算法：初始化、插入、输出、删除、遍历
8. 在一个单链表中删除q所指结点时，应执行如下操作：
q=p->next;
p->next=( p->next->next );
free(q);//这种题目靠一根指针是没有办法完成的，必须要借助第二根指针。
9. 在一个单链表中p所指结点之后插入一个s所指结点时，应执行：
(2) 若表的总数基本稳定，且很少进行插入和删除，但要求以最快的速度存取表中的元
问答题
素，这时，应采用哪种存储表示？为什么？
应采用顺序存储表示。因为顺序存储表示的存取速度快，但修改效率低。若表的总数基本稳定，且很少进行插入和删除，但要求以最快的速度存取表中的元素，这时采用顺序存储表示较好。
03
栈和队列
数据结构说课ppt课件
演讲人
数据结构概述
01
线性表
02
栈和队列
03
目录
01
数据结构概述
基本概念与术语
2.数据元素：数据元素是数据的基本单位，是数据这个集合中的个体，也称之为元素，结点，顶点记录。
（补充：一个数据元素可由若干个数据项组成。数据项是数据的不可分割的最小单位。）
在右侧编辑区输入内容
顺序表的存储效率高，存取速度快。此，不易扩充。同时，由于在插入或删除时，为保持原有次序，平均需要移动一半(或近一半)元素，修改效率不高。
《数据结构图论部分》PPT课件
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2020/11/24
哥尼斯堡七桥问题
能否从某个地方出发，穿过所有的桥仅一次 后再回到出发点？
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2020/11/24
七桥问题的图模型
欧拉回路的判定规则：
1.如果通奇数桥的地方多于
C
两个，则不存在欧拉回路；
2.如果只有两个地方通奇数
桥，可以从这两个地方之一
A
B 出发，找到欧拉回路；
V4 是有向边，则称该图为有向图。
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2020/11/24
简单图：在图中，若不存在顶点到其自身的边，且同 一条边不重复出现。
V1
V2
V3
V4
V5
非简单图
V1
V2
V3
V4
V5
非简单图
V1
V2
V3
V4
V5
简单图
❖ 数据结构中讨论的都是简单图。
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2020/11/24
图的基本术语
邻接、依附
DeleteVex(&G, v); 初始条件：图 G 存在，v 是 G 中某个顶点。 操作结果：删除 G 中顶点 v 及其相关的弧。
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2020/11/24
InsertArc(&G, v, w); 初始条件：图 G 存在，v 和 w 是 G 中两个顶点。 操作结果：在 G 中增添弧<v,w>，若 G 是无向的，则还
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2020/11/24
• 知识点
– 图的类型定义 – 图的存储表示 – 图的深度优先搜索遍历和广度优先搜索遍历 – 无向网的最小生成树 – 拓扑排序 – 关键路径 – 最短路径
Page 3
数据结构ppt课件完整版
针对有序数据集合，每次通过中间元素将 待查找区间缩小为之前的一半，直到找到 元素或区间为空。
哈希查找
树形查找
通过哈希函数将数据映射到哈希表中，实 现快速查找。
如二叉搜索树、平衡树等，通过树形结构实 现高效查找。
排序算法分类及实现原理
插入排序
将待排序元素逐个插入到已排序序列中，直到所有元素均插入完毕。
由n（n>=0）个具有相同类型 的数据元素（结点）a1，a2，
...，an组成的有序序列。
同一性
每个元素必须是同一类型的数 据。
有序性
元素之间具有一对一的前驱和 后继关系，即除首尾元素外， 每个元素都有一个前驱和一个 后继。
可变性
线性表的长度可变，即可以插 入或删除元素。
顺序存储结构与链式存储结构比较
定义
用一段连续的存储单元依次存储线性 表的数据元素。
优点
可以随机存取表中任一元素，且存取 时间复杂度为O(1)。
顺序存储结构与链式存储结构比较
• 缺点：插入和删除操作需要移动大量元素，时间 复杂度高；需要预先分配存储空间，容易造成空 间浪费。
顺序存储结构与链式存储结构比较
定义
用一组任意的存储单元存储线性 表的数据元素（这组存储单元可 以是连续的，也可以是不连续的
查找操作
查找指定元素的位置。
遍历操作
访问线性表中的每个元素。
销毁操作
释放线性表占用的存储空间。
03
栈和队列
栈定义及特点
栈（Stack）是一种特殊的线性数据结构，其数据的存 取遵循后进先出（LIFO, Last In First Out）的原则。 栈的特点
具有记忆功能，能保存数据的状态。
栈的基本操作包括入栈（push）、出栈（pop）、查 看栈顶元素（top）等。 只能在栈顶进行数据的插入和删除操作。
《数据结构》课件
第二章 线性表
1
线性表的顺序存储结构
2
线性表的顺序存储结构使用数组来存储元素，
可以快速随机访问元素。
3
线性表的常见操作
4
线性表支持常见的操作，包括插入、删除、 查找等，可以灵活地操作其中的元素。
线性表的定义和实现
线性表是一种数据结构，它包含一组有序的 元素，可以通过数组和链表来实现。
线性表的链式存储结构
线性表的链式存储结构使用链表来存储元素， 支持动态扩展和插入删除操作。
第三章 栈与队列
栈的定义和实现
栈是一种特殊的线性表，只能在一 端进行插入和删除操作，遵循后进 先出的原则。
队列的定义和实现
队列是一种特殊的线性表，只能在 一端进行插入操作，在另一端进行 删除操作，遵循先进先出的原则。
栈和队列的应用场景和操作
哈希表是一种高效的查找数据结构， 通过哈希函数将关键字映射到数组 中，实现快速查找。
排序算法包括冒泡排序、插入排序 和快速排序等，可以根据数据规模 和性能要求选择合适的算法。
结语
数据结构的学习心得 总结
学习数据结构需要掌握基本概念 和常见操作，通过实践和练习加 深理解和熟练度。
下一步学习计划的安 排
在掌握基本数据结构的基础上， 可以进一步学习高级数据结构和 算法，提升编程技能。
相关学习资源推荐
推荐一些经典的数据结构教材和 在线学习资源，如《算法导论》 和LeetCode等。
栈和队列在计算机科学中有许多应 用，如函数调用、表达式求值和作 业调度等。
第四章 树与二叉树
树的定义和性质
树是由节点和边组成的一种非线性数据结构，每个 节点可以有多个子节点。
二叉树的遍历方式
二叉树的遍历方式包括前序遍历、中序遍历和后序 遍历，可以按不同顺序输出节点的值。
数据结构讲义精品PPT课件
003 陈诚 02 男 19840910 638
… … … ……
…
数据元素
数据结构 具有结构的数据元素的集合。它包 括数据元素的逻辑结构、存储结构和相适应的 运算。
逻辑结构
数据元素之间的逻辑关系，与计算机无关。 可用一个二元组表示：Data_Structure = (D,R) D：数据元素的有穷集合，R：集合D上关系的有穷集合。
《The Art of Computer Programming》
Art Evans
数据结构在计算机科学中是一门综合性的专业基础课， 也是计算机专业的必修课，是其它许多课程的先修课程， 是设计编译程序、操作系统、数据库系统等系统程序和 大型应用程序的重要基础。
1.2 基本概念和术语
基本术语
数据 被计算机加工处理的对象。 数据元素（记录、表目） 数据的基本单位，
几种常用的运算有： (1)建立数据结构 (2)清除数据结构 (3)插入数据元素 (4)删除数据元素 (5)排序
(6)检索* (7)更新 (8)判空和判满* (9)求长*
*操作为引用型操作，即数据值不发生变化； 其它为加工型操作。
抽象数据类型
抽象数据类型 ADT（ Abstract Data Type ）： 数据类型概念的引伸。指一个数学模型以及在其上定义的操作集 合，与计算机无关。 数据类型：一组值的集合和定义在其上的一组操作的总称。
抽象数据类型的描述方法
ADT 抽象数据类型名 { 数据对象：〈数据对象的定义〉 数据关系：〈数据关系的定义〉 基本操作：〈基本操作的定义〉
} ADT 抽象数据类型名
其中基本操作的定义格式为:
基本操作名（参数表） 初始条件：〈初始条件描述〉 操作结果：〈操作结果描述〉
绪论(数据结构教程PPT课件)
缓冲处理
在网络传输或文件读写过程中，使 用队列作为缓冲区，暂时存储待处 理的数据，以提高处理效率。
04
串、数组和广义表
串定义及基本操作
串的基本操作包括
赋值操作、连接操作、求串长、比较操作、定位操作等。
串的存储结构包括
顺序存储结构和链式存储结构。
串模式匹配算法
串模式匹配算法是指在一个主串中寻找一个子串（模式串）的位置。
函数调用
在程序执行过程中，使用 栈来保存函数调用的信息， 如函数参数、局部变量和 返回地址等。
队列定义及基本操作
01
队列（Queue）是一种特殊的线性数据结构，其操作在表 的两端进行。一端称为队头（front），另一端称为队尾 （rear）。
02
队列的基本操作包括
03
入队（enqueue）：在队尾插入一个元素。
3
线性表的抽象数据类型描述
数据类型名称、数据对象集合、操作集合等
线性表顺序存储结构
01
顺序存储结构的定义
用一段地址连续的存储单元依次存储线性表的数据元素
02
顺序存储结构的基本操作实现
创建、初始化、销毁、判空、清空、求长度、获取元素、修改元素等操
作的实现方法
03
顺序存储结构的优缺点
无需为表示表中元素之间的逻辑关系而增加额外的存储空间；可以快速
线索二叉树
线索二叉树是对二叉树的每个结点增设两个标志位以及一条线索而得到的。根据线索性质的不同，线索二叉树可分为前序线 索二叉树、中序线索二叉树和后序线索二叉树三种。这里以中序线索二叉树为例来说明线索二叉树的构造方法。
中序线索二叉树的构造规则是：若将二叉树的中序遍历序列中的每个结点都看作是相应指针域为空的指针，则称这些指针为 线索，而指向其前驱或后继的指针称为线索指针。加上线索的二叉链表称为线索链表，相应的二叉树称为线索二叉树 (Threaded BinaryTree)。根据线索性质的不同，线索二叉树可分为前序线索二叉树、中序线索二叉树和后序线索二叉树三种 。
在网络传输或文件读写过程中，使 用队列作为缓冲区，暂时存储待处 理的数据，以提高处理效率。
04
串、数组和广义表
串定义及基本操作
串的基本操作包括
赋值操作、连接操作、求串长、比较操作、定位操作等。
串的存储结构包括
顺序存储结构和链式存储结构。
串模式匹配算法
串模式匹配算法是指在一个主串中寻找一个子串（模式串）的位置。
函数调用
在程序执行过程中，使用 栈来保存函数调用的信息， 如函数参数、局部变量和 返回地址等。
队列定义及基本操作
01
队列（Queue）是一种特殊的线性数据结构，其操作在表 的两端进行。一端称为队头（front），另一端称为队尾 （rear）。
02
队列的基本操作包括
03
入队（enqueue）：在队尾插入一个元素。
3
线性表的抽象数据类型描述
数据类型名称、数据对象集合、操作集合等
线性表顺序存储结构
01
顺序存储结构的定义
用一段地址连续的存储单元依次存储线性表的数据元素
02
顺序存储结构的基本操作实现
创建、初始化、销毁、判空、清空、求长度、获取元素、修改元素等操
作的实现方法
03
顺序存储结构的优缺点
无需为表示表中元素之间的逻辑关系而增加额外的存储空间；可以快速
线索二叉树
线索二叉树是对二叉树的每个结点增设两个标志位以及一条线索而得到的。根据线索性质的不同，线索二叉树可分为前序线 索二叉树、中序线索二叉树和后序线索二叉树三种。这里以中序线索二叉树为例来说明线索二叉树的构造方法。
中序线索二叉树的构造规则是：若将二叉树的中序遍历序列中的每个结点都看作是相应指针域为空的指针，则称这些指针为 线索，而指向其前驱或后继的指针称为线索指针。加上线索的二叉链表称为线索链表，相应的二叉树称为线索二叉树 (Threaded BinaryTree)。根据线索性质的不同，线索二叉树可分为前序线索二叉树、中序线索二叉树和后序线索二叉树三种 。
数据结构严蔚敏(全部章节814张PPT)-(课件)
① 集合：结构中的数据元素除了“同属于一个集合” 外，没有其它关系。
② 线性结构：结构中的数据元素之间存在一对一的 关系。
③ 树型结构：结构中的数据元素之间存在一对多的 关系。
④ 图状结构或网状结构：结构中的数据元素之间存 在多对多的关系。
图1-3 四类基本结构图
1.1.3 数据结构的形式定义
数据结构的形式定义是一个二元组： Data-Structure=(D，S)
计算机求解问题的一般步骤
编写解决实际问题的程序的一般过程：
– 如何用数据形式描述问题?—即由问题抽象出一个 适当的数学模型; – 问题所涉及的数据量大小及数据之间的关系; – 如何在计算机中存储数据及体现数据之间的关系? – 处理问题时需要对数据作何种运算? – 所编写的程序的性能是否良好? 上面所列举的问题基本上由数据结构这门课程来回答。
其中：D是数据元素的有限集，S是D上关系的有限集。 例2：设数据逻辑结构B=（K，R）
K={k1, k2, …, k9} R={ <k1, k3>，<k1, k8>，<k2, k3>，<k2, k4>，<k2, k5>，<k3, k9>， <k5, k6>，<k8, k9>，<k9, k7>，<k4, k7>，<k4, k6> } 画出这逻辑结构的图示，并确定那些是起点，那些是终点
<基本操作名>(<参数表>) 初始条件： <初始条件描述> 操作结果： <操作结果描述>
– 初始条件：描述操作执行之前数据结构和参数应 满足的条件;若不满足，则操作失败，返回相应的出 错信息。
② 线性结构：结构中的数据元素之间存在一对一的 关系。
③ 树型结构：结构中的数据元素之间存在一对多的 关系。
④ 图状结构或网状结构：结构中的数据元素之间存 在多对多的关系。
图1-3 四类基本结构图
1.1.3 数据结构的形式定义
数据结构的形式定义是一个二元组： Data-Structure=(D，S)
计算机求解问题的一般步骤
编写解决实际问题的程序的一般过程：
– 如何用数据形式描述问题?—即由问题抽象出一个 适当的数学模型; – 问题所涉及的数据量大小及数据之间的关系; – 如何在计算机中存储数据及体现数据之间的关系? – 处理问题时需要对数据作何种运算? – 所编写的程序的性能是否良好? 上面所列举的问题基本上由数据结构这门课程来回答。
其中：D是数据元素的有限集，S是D上关系的有限集。 例2：设数据逻辑结构B=（K，R）
K={k1, k2, …, k9} R={ <k1, k3>，<k1, k8>，<k2, k3>，<k2, k4>，<k2, k5>，<k3, k9>， <k5, k6>，<k8, k9>，<k9, k7>，<k4, k7>，<k4, k6> } 画出这逻辑结构的图示，并确定那些是起点，那些是终点
<基本操作名>(<参数表>) 初始条件： <初始条件描述> 操作结果： <操作结果描述>
– 初始条件：描述操作执行之前数据结构和参数应 满足的条件;若不满足，则操作失败，返回相应的出 错信息。
数据结构详解ppt课件
“数据结构知识导入全程目标•数据结构的基本概念–逻辑结构–物理结构–运算结构•数据结构的基本实现–堆栈–队列–链表–二叉树知识讲解数据结构的基本概念•数据结构是相互之间存在一种或多种特定关系的数据的集合•数据结构是计算机存储、组织数据的方式•数据结构的选择直接影响计算机程序的运行效率(时间复杂度)和存储效率(空间复杂度)•计算机程序设计=算法+数据结构•数据结构的三个层次–抽象层——逻辑结构–结构层——物理结构–实现层——运算结构识讲解•集合结构(集)–结构中的数据元素除了同属于一个集合外没有其它关系识讲解•线性结构(表)–结构中的数据元素具有一对一的前后关系识讲解•树型结构(树)–结构中的数据元素具有一对多的父子关系知识讲解实现双向线性链表•删除节点识讲解•树形结构的最简模型，每个节点最多有两个子节点•每个子节点有且仅有一个父节点，整棵树只有一个根节点•具有递归的结构特征，用递归的方法处理，可以简化算法•三种遍历序–前序遍历：D-L-R–中序遍历：L-D-R–后序遍历：L-R-D识讲解•二叉树的一般形式–根节点、枝节点和叶节点–父节点和子节点–左子节点和右子节点–左子树和右子树–大小和高度(深度)识讲解•满二叉树–每层节点数均达到最大值–所有枝节点均有左右子树知识讲解二叉树•完全二叉树–除最下层外，各层节点数均达到最大值–最下层的节点都连续集中在左边识讲解•顺序存储–从上到下、从左到右，依次存放–非完全二叉树需用虚节点补成完全二叉树识讲解•链式存储–二叉链表，每个节点包括三个域，一个数据域和两个分别指向其左右子节点的指针域识讲解•链式存储–三叉链表，每个节点包括四个域，一个数据域、两个分别指向其左右子节点的指针域和一个指向其父节点的指针域知识讲解实现有序二叉树•有序二叉树亦称二叉搜索树，若非空树则满足：–若左子树非空，则左子树上所有节点的值均小于等于根节点的值–若右子树非空，则右子树上所有节点的值均大于等于根节点的值–左右子树亦分别为有序二叉树•基于有序二叉树的排序和查找，可获得O(logN)级的平均时间复杂度知识讲解逻辑结构•网状结构(图)–结构中的数据元素具有多对多的交叉映射关系识讲解•顺序结构–结构中的数据元素存放在一段连续的地址空间中识讲解•顺序结构–随机访问方便，空间利用率低，插入删除不方便识讲解•链式结构–结构中的数据元素存放在彼此独立的地址空间中–每个独立的地址空间称为节点–节点除保存数据外，还需要保存相关节点的地址识讲解•链式结构–插入删除方便，空间利用率高，随机访问不方便知识讲解逻辑结构与物理结构的关系•每种逻辑结构采用何种物理结构实现，并没有一定之规，通常根据实现的难易程度，以及在时间和空间复杂度方面的要求，选择最适合的物理结构，亦不排除复合多种物理结构实现一种逻辑结构的可能知识讲解运算结构•创建与销毁–分配资源、建立结构、释放资源•插入与删除–增加、减少数据元素•获取与修改–遍历、迭代、随机访问•排序与查找–算法应用知识讲解数据结构的基本实现•堆栈–基于顺序表的实现–基于链式表的实现•队列–基于顺序表的实现–基于链式表的实现•链表–双向线性链表的实现•二叉树–有序二叉树(二叉搜索树)的实现知识讲解堆栈•后进(压入/push)先出(弹出/pop)识讲解•初始化空间、栈顶指针、判空判满识讲解•动态分配、栈顶指针、注意判空知识讲解队列•先进(压入/push)先出(弹出/pop)识讲解•初始化空间、前弹后压、循环使用、判空判满识讲解•动态分配、前后指针、注意判空知识讲解链表•地址不连续的节点序列，彼此通过指针相互连接•根据不同的结构特征，将链表分为：–单向线性链表–单向循环链表–双向线性链表–双线循环链表–数组链表–链表数组–二维链表识讲解•单向线性链表识讲解•单向循环链表识讲解•双向线性链表识讲解•双向循环链表识讲解•数组链表识讲解•链表数组识讲解•二维链表识讲解•结构模型识讲解•插入节点。
数据结构-PPT课件
2．教学方法
(1). 小组讨论法
在课堂教学中，为了充分调动学 生的积极性，教师多提问,组织学生 多讨论，鼓励学生将课堂中疑点、 难点提出来, 从而调动大部分学生 的积极性与学习的主动性。
（2） 问题驱动法
教师在讲课时，引入What+How+Why 的教 学理念，采用发现学习模式，应用启发式教 学。What 是让学生明确学些什么，拓展学生 的知识面。How 就是如何做的意思。Why 是 让学生能够知道为什么这样做。教给学生提 出问题、分析问题和解决问题的方法，最终 达到学生自行探究问题的目的。
课题组成员认真研究教学，加强课程体系改革 与建设、对先进的教学理念、教学方法和教学手 段进行了广泛的探索，教学之余积极参与教研、 科研活动，社会服务活动。 近五年来主持研究课题10项、三个实验室的 建设，主编出版教材9本、发表论文30多篇，先后 获得过“莱芜市优秀教师”、“莱芜市优秀教育 工作者”、“莱芜职业技术学院教学能手”“莱 芜职业技术学院学术带头人”等荣誉称号。
（3）案例教学法
案例教学在数据结构的算法思想讲解中能发 挥其无可比拟的优势，在授课过程中我们尽量使 用一些身边的实例引入课题，深入浅出，便于学 生理解抽象的概念。 如：讲解队列的概念时，可通过日常生活中 的购物排队的过程来反映队列中插入、删除的原 则，再结合计算机中的操作队列、打印队列的应 用来说明。
六、教学环境
实践性教学是职业技术教育的灵魂， 它以发展学生的实践技能为出发点，以理 论联系实践、学用一致为主要特征。通过 实训实习，对学生的专业所学、所知、所 用进行全方位训练，组织形成完整的专业 技能训练过程，并对实训过程实施有效、 有序、有度、有机的调控，达到优化实训 过程，提高职业素质和专业技能的目的。
数据结构课件
while (i>0)
{
/*读入顶点对号,建立边表*/
e++；
/*合计边数 */
p = (pointer)malloc(size(struct node))；/*生成新旳邻接点序号为j旳表结点*/
p-> vertex = j;
p->next = ga->adlist[i]．first；
ga->adlist[i].first = p；
三个强连通分量
第七章 图
权：图旳边具有与它有关旳数, 称之为权。这种带 权图叫做网络。
10
1
6
15
27 5
12
3 76
9
8
6 3
4
16
7
有向权图
60
AB 40 80 C源自307535
D
E
45
无向权图
第七章 图
生成树：连通图G旳一种子图假如是一棵包 括G旳全部顶点旳树，则该子图称为G旳生成
树；显然，n个顶点旳生成树具有n-1条边
scanf (“%d”， &(ga->n))；
for (i =1; i<= ga->n; i++)
{
/*读入顶点信息，建立顶点表*/
scanf (“ \n %c”， &( ga->adlist［i］．data) )
；
ga->adlist［i］．first = NULL； ｝
e = 0； /*开始建邻接表时，边数为0*/
ga->edges[i][j] = 0；
for (k = 0；k<ga->e；k++) /*读入边旳顶点编号和权值，建立邻接矩阵*/
2024版《数据结构图》ppt课件
重要性
良好的数据结构可以带来更高的运 行或存储效率，是算法设计的基础， 对程序设计的成败起到关键作用。
常见数据结构类型介绍
线性数据结构
如数组、链表、栈、队 列等，数据元素之间存
在一对一的关系。
树形数据结构
如二叉树、多叉树、森 林等，数据元素之间存
在一对多的关系。
图形数据结构
由顶点和边组成，数据 元素之间存在多对多的
队列定义、特点及应用场景
队列的特点 只能在队尾进行插入操作，队头进行删除操作。
队列是一种双端开口的线性结构。
队列定义、特点及应用场景
应用场景 操作系统的任务调度。 缓冲区的实现，如打印机缓冲区。
队列定义、特点及应用场景
广度优先搜索（BFS）。
消息队列和事件驱动模型。
串定义、基本操作及实现方法
最短路径问题 求解图中两个顶点之间的最短路径，即路径上边 的权值之和最小。
3
算法介绍 Prim算法、Kruskal算法、Dijkstra算法、Floyd 算法等。
拓扑排序和关键路径问题探讨
拓扑排序
对有向无环图（DAG）进行排序， 使得对每一条有向边(u,v)，均有
u在v之前。
关键路径问题
求解有向无环图中从源点到汇点 的最长路径，即关键路径，它决
遍历二叉树和线索二叉树
遍历二叉树
先序遍历、中序遍历和后序遍历。遍历算 法可以采用递归或非递归方式实现。
VS
线索二叉树
利用二叉链表中的空指针来存放其前驱结 点和后继结点的信息，使得在遍历二叉树 时可以利用这些线索得到前驱和后继结点， 从而方便地遍历二叉树。
树、森林与二叉树转换技巧
树转换为二叉树
加线、去线、层次调整。将树中的每个结点的所有孩子结点用线连接起来，再去掉与原结点相连的线，最后 将整棵树的层次进行调整，使得每个结点的左子树为其第一个孩子，右子树为其兄弟结点。
良好的数据结构可以带来更高的运 行或存储效率，是算法设计的基础， 对程序设计的成败起到关键作用。
常见数据结构类型介绍
线性数据结构
如数组、链表、栈、队 列等，数据元素之间存
在一对一的关系。
树形数据结构
如二叉树、多叉树、森 林等，数据元素之间存
在一对多的关系。
图形数据结构
由顶点和边组成，数据 元素之间存在多对多的
队列定义、特点及应用场景
队列的特点 只能在队尾进行插入操作，队头进行删除操作。
队列是一种双端开口的线性结构。
队列定义、特点及应用场景
应用场景 操作系统的任务调度。 缓冲区的实现，如打印机缓冲区。
队列定义、特点及应用场景
广度优先搜索（BFS）。
消息队列和事件驱动模型。
串定义、基本操作及实现方法
最短路径问题 求解图中两个顶点之间的最短路径，即路径上边 的权值之和最小。
3
算法介绍 Prim算法、Kruskal算法、Dijkstra算法、Floyd 算法等。
拓扑排序和关键路径问题探讨
拓扑排序
对有向无环图（DAG）进行排序， 使得对每一条有向边(u,v)，均有
u在v之前。
关键路径问题
求解有向无环图中从源点到汇点 的最长路径，即关键路径，它决
遍历二叉树和线索二叉树
遍历二叉树
先序遍历、中序遍历和后序遍历。遍历算 法可以采用递归或非递归方式实现。
VS
线索二叉树
利用二叉链表中的空指针来存放其前驱结 点和后继结点的信息，使得在遍历二叉树 时可以利用这些线索得到前驱和后继结点， 从而方便地遍历二叉树。
树、森林与二叉树转换技巧
树转换为二叉树
加线、去线、层次调整。将树中的每个结点的所有孩子结点用线连接起来，再去掉与原结点相连的线，最后 将整棵树的层次进行调整，使得每个结点的左子树为其第一个孩子，右子树为其兄弟结点。
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d 15 c
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2
1.1 什么是数据结构
数据结构: 数据结构:数据结构是一门研究非数值计算的程 序设计问题中计算机的操作对象以及它们之间的 操作对象以及它们 序设计问题中计算机的操作对象以及它们之间的 关系和操作等的学科。（P3 等的学科。（P3） 关系和操作等的学科。（P3） 数据结构的三个层次： 数据结构的三个层次： 逻辑结构（问题的数学模型） 1、逻辑结构（问题的数学模型） 2、存储结构 3、建立在二者之上的基本运算
3
1.1 什么是数据结构
程序设计 = 数据结构 + 算法 程序设计： 程序设计：为计算机处理问题编制的一组指令集 算法：处理问题的策略 算法：
** 4
教材情况
1.《数据结构》 1.《数据结构》严蔚敏等 清华大学出版社 2.《数据结构与算法》 2.《数据结构与算法》 廖明宏 郭福顺等 高等教育出版社
13
1.2 基本概念和术语
2、存储结构（物理结构） 、存储结构（物理结构）
数据结构包括结点的值及结点之间的关系。 数据结构包括结点的值及结点之间的关系。 (1).顺序存储结构； (1).顺序存储结构； 顺序存储结构 (2).链接存储结构； (2).链接存储结构； 链接存储结构 (3).索引存储结构； (3).索引存储结构； 索引存储结构 (4).散列存储结构。 (4).散列存储结构。 散列存储结构
数据结构与算法
Data Structures
教学安排 讲课学时： 讲课学时：42 jh20070826@ 教师: 教师:黄俊恒
1
1.1 什么是数据结构 例1.1、煤气管道的铺设问题。在城市的各小 1.1、煤气管道的铺设问题。 区之间铺设煤气管道，共有4个小区，由于地理环 区之间铺设煤气管道，共有4个小区， 境不同等因素使各条管线所需投资不同， 境不同等因素使各条管线所需投资不同，如何使 投资成本最低？ 投资成本最低？ 19 a 18 18 b 20 d 15 c 25
19
2、抽象数据类型的形式定义 抽象数据类型的形式定义可用三元组 表示： 表示： D,S,P） （D,S,P） 是数据对象， 上的关系集， D是数据对象，S是D上的关系集，P是 的基本操作集。 对D的基本操作集。 数据结构与抽象数据型的关系？ 数据结构与抽象数据型的关系？ 数据结构是抽象数据型中的数学模型， 数据结构是抽象数据型中的数学模型， 抽象数据型是数据结构加上一组操作。 抽象数据型是数据结构加上一组操作。
27
1.3 抽象数据类型的表示与实现
(9) 基本函数有 max(表达式1,…,表达式n) 表达式1, max(表达式1, ,表达式n) min(表达式1,…,表达式n) 表达式1, min(表达式1, ,表达式n) abs(表达式 表达式) abs(表达式) floor(表达式 表达式) floor 表达式 ceil(表达式 表达式) ceil(表达式) eof(表达式 表达式) eof(表达式) eoln(表达式 表达式) eoln(表达式)
编一个函数PURGE 删除线性表L PURGE， 例1.2 编一个函数PURGE，删除线性表L中 所有重复出现的元素。 所有重复出现的元素。
17
抽象数据类型Abstract 抽象数据类型Abstract Data Types(ADT) void PURGE(LIST L) {position p,q; p=FIRST(L); while(p!=END(L)){ q=NEXT(p,L); while(q!=END(L)) if (same(RETRIEVE(p,L),RETRIEVE(q,L))) DELETE(q,L); else q=NEXT(q,L); p=NEXT(p,L); }}
8
1.2 基本概念和术语
3.数据项 3.数据项 是数据的不可分割的最小单位， 一个数据元素 是数据的不可分割的最小单位， 可由若干个数据项组成。是对数据元素属性的描述 属性的描述。 可由若干个数据项组成。是对数据元素属性的描述。 有时称域或字段 域或字段。 有时称域或字段。 例如：学生( 数据元素) 例如：学生( 数据元素) 姓名 性别 年龄 专业 班级
前序课程 后序课程
5
考试考核 1.出勤与作业 1.出勤与作业 每缺少一次扣3分,满三次扣10分,满 每缺少一次扣3 满三次扣10分 10 四次取消考试资格。 四次取消考试资格。 2.实验 2.实验 占总成绩30% 占总成绩30% 3.期末闭卷考试 3.期末闭卷考试 占总成绩70% 占总成绩70%
*** 6
28
1.3 抽象数据类型的表示与实现
(10) 逻辑运算
抽象数据型的表示和实现包括数据 模型的表示和在其上定义的各种操作的 实现。 实现。
***
29
1.4 算法和算法分析 1.4.1 算法 算法（ ）：是对特定问题求解步骤的 算法（Algorithm）：是对特定问题求解步骤的 ）： 一种描述，它是指令（规则）的有限序列， 一种描述，它是指令（规则）的有限序列，其中 每一条指令表示一个或多个操作。 每一条指令表示一个或多个操作。 算法的特征： 算法的特征： 输入、 输出、 确定性、 ①输入、②输出、③确定性、 有穷性、 可行性。 ④有穷性、⑤可行性。 算法与程序的区别？ 算法与程序的区别？ 程序不一定满足有穷性。 程序不一定满足有穷性。
10
数据结构的四种基本结构
A 1. 集合 2. 线性结构 A B D 4. 图状结构 B D A C C B D B A 3. 树型结构 C 例1-2 人机对弈 P1） （P1） 例1-3 交通灯管理 P2） （P2）
11
C
D
例1-1 图书检 P1） 索（P1）
1.2 基本概念和术语
数据结构的形式定义： 数据结构的形式定义： Data Structure=(D,S) 其中D是数据无素的集合， 其中D是数据无素的集合，S是D上关系的 集合。 集合。
1.3 抽象数据类型的表示与实现 选择语句有： (5) 选择语句有： if…else if else switch 循环语句有： (6) 循环语句有： for while do while
26
1.3 抽象数据类型的表示与实现 结束语句有： (7) 结束语句有： return break exit (8) 输入输出 scanf printf
16
抽象数据类型Abstract 抽象数据类型Abstract Data Types(ADT)
表类型LIST，位置position,FIRST(),END(), 表类型LIST，位置position,FIRST(),END(), LIST NEXT(),SAME(),DELETE(),RETRIEVE().
数 据 项
9
1.2 基本概念和术语
4. 数据对象 性质相同的元素的集合叫做数据对象， 性质相同的元素的集合叫做数据对象， 是数据的子集。 是数据的子集。 5、数据结构: 数据结构: 数据结构指的是数据元素之间的抽 象的相互关系， 象的相互关系，是数据元素及其相互间 的关系的数学描述。 的关系的数学描述。 数据结构的三个层次： 数据结构的三个层次： (1)、逻辑结构（问题的数学模型） (1)、逻辑结构（问题的数学模型） (2)、 (2)、存储结构 (3)、 (3)、建立在二者之上的基本运算
12
1.2 基本概念和术语
数据结构: 数据结构:数据结构指的是数据元素之间 的抽象的相互关系， 的抽象的相互关系，是数据元素及其相 互间的关系的数学描述。 互间的关系的数学描述。 数据结构的三个层次： 数据结构的三个层次： 逻辑结构（问题的数学模型） 1、逻辑结构（问题的数学模型） 2、存储结构 3、建立在二者之上的基本运算
22
1.3 抽象数据类型的表示与实现
数据结构的表示（存储结构） (2) 数据结构的表示（存储结构）用类 型定义（typedef）描述， 型定义（typedef）描述，数据元素类 型约定为ElemType, ElemType,由用户使用该数据 型约定为ElemType,由用户使用该数据 类型时自行定义。 类型时自行定义。
第一章
绪论
1.1 1.2 1.3 1.4
什么是数据结构 基本概念和术语 抽象数据类型的表示和实现 算法和算法分析
7
1.2 基本概念和术语
1.数据 1.数据 数据是用于描述客观事物的符号表示， 描述客观事物的符号表示 数据是用于描述客观事物的符号表示，在计 算机科学中指一切可以输入到计算机中的并由计 算机程序处理的符号的集合。 处理的符号的集合 算机程序处理的符号的集合。 2.数据元素 2.数据元素 数据的基本单位是数据元素， 数据的基本单位是数据元素， 通常作为一个 整体进行考虑和处理。一般由若干数据项组成。 数据项组成 整体进行考虑和处理。一般由若干数据项组成。 结点、 数据元素有时又称为结点 记录或表目。 数据元素有时又称为结点、记录或表目。
20
2、抽象数据类型的形式定义 该书对抽象数据型的抽述方式 抽象数据类型名｛ ADT 抽象数据类型名｛ 数据对象： 数据对象的定义> 数据对象：<数据对象的定义> 数据关系： 数据关系的定义> 数据关系：<数据关系的定义> 基本操作： 基本操作的定义> 基本操作：<基本操作的定义> ADT抽象数据类型名 ｝ADT抽象数据类型名
14
1.2 基本概念和术语
6.数据类型 6.数据类型 是一个值的集合和定义在这个值的集合上 的一组操作的总称 操作的总称。 的一组操作的总称。 分为原子数据类型和结构数据类型。 分为原子数据类型和结构数据类型。
15
抽象数据类型Abstract 抽象数据类型Abstract Data Types(ADT) int=({x︱ Z},{+,-,*,/,%,≤ int=({x︱x∈Z},{+,-,*,/,%,≤,≥,==}) ADT数据型是程序设计语言中数据类 ADT数据型是程序设计语言中数据类 型概念的推广和抽象。 型概念的推广和抽象。 例如：对一个线性表L 例如：对一个线性表L，我们可以声明它的 类型，数据元素的类型，定义它的有关操作： 类型，数据元素的类型，定义它的有关操作： 表类型LIST，位置position,FIRST(),END(), 表类型LIST，位置position,FIRST(),END(), LIST NEXT(),SAME(),DELETE(),RETRIEVE().