数据结构:图:拓扑排序(邻接矩阵)-c语言
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c语言数据结构与算法C语言是计算机编程的一种语言,广泛用于数据结构与算法的实现和分析。
数据结构是组织和存储数据的方式,而算法是一系列解决问题的步骤。
在C语言中,常见的数据结构包括数组、链表、栈、队列、树、图等,算法则包括排序、搜索、动态规划、贪心算法等。
以下是C语言中一些基本数据结构和算法的简要介绍:1. 数组:数组是连续存储的一组元素,可以通过索引来访问。
数组的大小在编译时确定,因此动态扩展能力有限。
2. 链表:链表是由一系列节点组成的数据结构,每个节点包含数据部分和指向下一个节点的指针。
链表的大小在运行时可以动态变化。
3. 栈:栈是一种后进先出(LIFO)的数据结构,主要操作包括压栈(push)和出栈(pop)。
栈通常用于解决递归、括号匹配等问题。
4. 队列:队列是一种先进先出(FIFO)的数据结构,主要操作包括入队(enqueue)和出队(dequeue)。
队列常用于任务调度、缓冲处理等问题。
5. 树:树是由节点组成的数据结构,每个节点包含数据部分和指向子节点的指针。
树的结构可以是二叉树、平衡树(如AVL树)、红黑树等。
树常用于表示层次关系、索引等。
6. 图:图是由节点和边组成的数据结构。
节点表示实体,边表示节点之间的关系。
图的表示方法有邻接矩阵和邻接表等。
图的应用包括最短路径、拓扑排序等。
在C语言中实现数据结构和算法,可以提高编程能力,更好地理解和解决复杂问题。
常见的算法包括冒泡排序、选择排序、插入排序、快速排序等排序算法,以及二分搜索、深度优先搜索、广度优先搜索等搜索算法。
此外,动态规划、贪心算法等高级算法也在C语言中得到广泛应用。
学习和掌握C语言的数据结构和算法,有助于提高编程水平,为解决实际问题奠定基础。
《数据结构(C语言-耿国华版)》复习大纲
第一章绪论1.数据:人们利用文字符号、数字符号及其他规定的符号对现实世界的事物及其活动的描述。
凡是能被计算机输入、存储、处理和输出的一切信息都叫数据。
2.数据元素:数据的基本单位,在计算机程序中通常作为一个整体进行考虑和处理。
数据元素的组成:一个数据元素通常由一个或若干数据项组成。
数据项:指具有独立含义的最小标识单位。
3.数据对象:性质相同的数据元素的集合,是数据的一个子集。
4.数据结构:研究的是数据的逻辑结构和物理结构,以及它们之间的相互关系和所定义的算法在计算机上运行的学科。
5.算法:是对待定问题求解步骤的一种描述,是指令的有限序列。
算法应满足以下性质:1)输入性:具有零个或若干个输入量;2)输出性:至少产生一个输出;3)有穷性:每条指令的执行次数是有限的;4)确定性:每条指令的含义明确,无二义性;5)可行性:每条指令都应在有限的时间内完成。
6.评价算法优劣的主要指标:1)执行算法后,计算机运行所消耗的时间,即所需的机器时间;2)执行算法时,计算机所占存储量的大小,即所需的存储空间;3)所设计的算法是否易读、易懂,是否容易转换成其他可运行的程序语言。
7.会估算某一算法的总执行时间和时间复杂度。
8.熟悉习题P32:3(5)-(9)、4(2)(3)第二章线性表1.线性表(P7):是性质相同的一组数据元素序列。
线性表的特性:1)数据元素在线性表中是连续的,表中数据元素的个数可以增加或减少,但调整后数据元素仍必须是连续的,即线性表是一种线性结构。
2)数据元素在线性表中的位置仅取决于自己在表中的序号,并由该元素数据项中的关键字(key)加以标识。
3)线性表中所有数据元素的同一数据项,其属性是相同的,数据类型也是一致的。
线性表的主要运算有:插入、删除、查找、存取、长度、排序、复制、合并。
线性表的顺序存储结构及特点(就是把表中相邻的数据元素存放在内存邻接的存储单元,这种存储方法叫做顺序分配,又称顺序映像。
数据结构(C语言版)
比较
Prim算法适用于稠密图, Kruskal算法适用于稀疏图;
两者时间复杂度相近,但 Kruskal算法需额外处理并查
集数据结构。
最短路径算法设计思想及实现方法比较
1 2
Dijkstra算法
从源点出发,每次找到距离源点最近的顶点并更 新距离值,直至所有顶点距离确定。适用于不含 负权边的图。
Floyd算法
特殊二叉树
满二叉树、完全二叉树等。
二叉树的遍历与线索化
二叉树的遍历
前序遍历、中序遍历、后序遍历和层 次遍历是二叉树的四种基本遍历方法 。
线索化二叉树
为了方便查找二叉树节点的前驱和后 继,可以对二叉树进行线索化处理, 即在节点的空指针域中存放指向前驱 或后继的指针。
树和森林的遍历与转换
树的遍历
01
串的顺序存储结构
01
02
03
串的顺序存储结构是用 一组地址连续的存储单 元来存储串中的字符序
列的。
按照预定义的大小,为 每个定义的串变量分配 一个固定长度的存储区 ,一般是用定长数组来
定义。
串值的存储:将实际串 长度值保存在数组的0下 标位置,串的字符序列 依次存放在从1开始的数
组元素中。
串的链式存储结构
03
比较
DFS空间复杂度较低,适用于递 归实现;BFS可找到最短路径, 适用于非递归实现。
最小生成树算法设计思想及实现方法比较
Prim算法
从某一顶点开始,每次选择当 前生成树与外界最近的边加入 生成树中,直至所有顶点加入
。
Kruskal算法
按边权值从小到大排序,依次 选择边加入生成树中,保证不
形成环路。
数据结构(C语言版)
数据结构C语言版-PPT课件
存储结构(物理结构)---运算(算法)
23
数据元素及其关系在计算机存储器中的存储方式。 是逻辑结构用计算机语言的实现,它依赖于计算机语言。
1.2 基本概念和术语
数据结构的三个方面: 线性结构
数据的逻辑结构 非线性结构 数据的存储结构
24
线性表 栈 队 树形结构
图形结构
顺序存储
链式存储
数据的运算:检索、排序、插入、删除、修改等
26
四个基本结构
•
集合 线性结构 树形结构
•
•
•
网状结构
27
线性结构
bin
dev
etc
lib
user
树形结构
树
3 1 2
2 5
二叉树
2
二叉排序树
1
9 3 6 3
1 13
4
6 7 8 9 10
4
7 8
5 9
6
8 5 7
10
11 12 13 14
11
28
堆结构
11
7 3 5 10 4 8
12 9 6
定义2----
22
按某种逻辑关系组织起来的一批数据(或称带结构 的数据元素的集合)应用计算机语言并按一定的存储 表示 方式把它们存储在计算机的存储器中,并在其上 定义了一个运算的集合。
1.2 基本概念和术语
数据结构的三个方面的含义:
逻辑结构--数据元素间抽象化的相互关系(简称为数据结构)。 与数据的存储无关,独立于计算机,它是从具体问题抽 象出来的数学模型。
按书名
S 0 1 L 0 1 S 0 1 S 0 2 … …
索引表
分类号: 高 等 数 学 0 0 1 , 0 0 3 … … 樊映川 出版单位: 理 论 力 学 0 0 2 , … … . . 华罗庚 出版时间: 线 性 代 数 0 0 4 , … … 栾汝书 价格: … …… … . .
数据结构之的拓扑排序算法拓扑排序算法的实现和性能分析
数据结构之的拓扑排序算法拓扑排序算法的实现和性能分析数据结构之拓扑排序算法拓扑排序算法的实现和性能分析拓扑排序是一种常用的图算法,用于对有向无环图(DAG)进行排序。
拓扑排序的主要应用包括任务调度、编译顺序、依赖关系管理等方面。
本文将介绍拓扑排序算法的实现及其性能分析。
一、拓扑排序算法的实现拓扑排序算法一般采用深度优先搜索(DFS)或广度优先搜索(BFS)来实现。
下面将以DFS实现为例进行介绍。
1. 创建图数据结构在进行拓扑排序之前,首先需要创建图的数据结构。
可以使用邻接表或邻接矩阵来表示图。
以邻接表为例,可以使用一个字典来表示每个节点和其相邻节点的关系。
2. 初始化标记数组为了保证每个节点只被访问一次,需要使用一个标记数组来记录节点的访问状态。
可以使用布尔数组或整数数组来表示,将未访问的节点标记为false或0,已访问的节点标记为true或1。
3. 实现拓扑排序函数拓扑排序函数的主要功能是对图进行遍历,并将节点按照拓扑排序的顺序输出。
拓扑排序函数通常使用递归的方式实现。
4. 输出排序结果拓扑排序算法完成后,可以将排序的结果输出。
按照拓扑排序的定义,输出的结果应该是一个拓扑有序的节点列表。
二、拓扑排序算法的性能分析拓扑排序算法的性能取决于图的规模和结构。
下面将从时间复杂度和空间复杂度两个方面进行性能分析。
1. 时间复杂度分析拓扑排序算法的时间复杂度主要取决于图的节点数和边数。
在最坏情况下,每个节点都需要遍历一次,而每个节点的边数是有限的,所以拓扑排序的时间复杂度为O(V+E),其中V表示节点数,E表示边数。
2. 空间复杂度分析拓扑排序算法的空间复杂度主要取决于存储图和标记数组的空间。
在使用邻接表表示图时,需要额外的空间来存储每个节点及其相邻节点的关系。
同时,需要使用标记数组来记录节点的访问状态。
所以拓扑排序的空间复杂度为O(V+E+V),即O(V+E),其中V表示节点数,E表示边数。
三、总结拓扑排序是一种常用的图算法,可以对有向无环图进行排序。
数据结构之拓扑排序算法详解
数据结构之拓扑排序算法详解拓扑排序算法是一种常用于有向无环图(DAG)的排序算法,它可以将图中的顶点按照一定的顺序进行排序,使得图中任意一条有向边的起点在排序结果中都排在终点的前面。
在实际应用中,拓扑排序算法常用于解决任务调度、依赖关系分析等问题。
本文将详细介绍拓扑排序算法的原理、实现方法以及应用场景。
### 一、拓扑排序算法原理拓扑排序算法的原理比较简单,主要包括以下几个步骤:1. 从DAG图中选择一个入度为0的顶点并输出。
2. 从图中删除该顶点以及以该顶点为起点的所有有向边。
3. 重复步骤1和步骤2,直到图中所有顶点都被输出。
### 二、拓扑排序算法实现下面以Python语言为例,给出拓扑排序算法的实现代码:```pythondef topological_sort(graph):in_degree = {v: 0 for v in graph}for u in graph:for v in graph[u]:in_degree[v] += 1queue = [v for v in graph if in_degree[v] == 0] result = []while queue:u = queue.pop(0)result.append(u)for v in graph[u]:in_degree[v] -= 1if in_degree[v] == 0:queue.append(v)if len(result) == len(graph):return resultelse:return []# 测试代码graph = {'A': ['B', 'C'],'B': ['D'],'C': ['D'],'D': []}print(topological_sort(graph))```### 三、拓扑排序算法应用场景拓扑排序算法在实际应用中有着广泛的应用场景,其中包括但不限于以下几个方面:1. 任务调度:在一个任务依赖关系图中,拓扑排序可以确定任务的执行顺序,保证所有任务按照依赖关系正确执行。
数据结构-C语言描述(耿国华主编)教案
西安文理学院精品课《数据结构》教案计算机科学系韩利凯《数据结构》第一章绪论[教学目标]掌握数据结构的定义、内容、方法、描述、评价。
[重点、难点]数据结构的研究范围,研究采用的方法,算法规则描述的工具,对算法作性能评价。
[教学方法]用多媒体课件( ppt )以及与生活实例相结合等方法讲授,这样便于描述相关概念及学生记笔记,加深他们的印象,使基础知识掌握地比较牢固。
[学习要点]1. 熟悉各名词、术语的含义,掌握基本概念,特别是数据的逻辑结构和存储结构之间的关系。
分清哪些是逻辑结构的性质,哪些是存储结构的性质。
2. 了解抽象数据类型的定义、表示和实现方法。
3.理解算法五个要素的确切含义:①动态有穷性(能执行结束);②确定性(对于相同的输入执行相同的路径);③有输入;④有输出;⑤可行性(用以描述算法的操作都是足够基本的)。
4.掌握计算语句频度和估算算法时间复杂度的方法。
1.1 什么是数据结构(定义)首先介绍数据结构的相关名词。
1.数据(Data)数据是描述客观事物的数值、字符以及能输入机器且能被处理的各种符号集合。
2.数据元素(Data Element)数据元素是组成数据的基本单位 ,是数据集合的个体,在计算机中通常作为一个整体进行考虑和处理。
例如:学生登记表是数据,每一个学生的记录就是一个数据元素。
3.数据对象(Data Object)数据对象是性质相同的数据元素的集合,是数据的一个子集。
4.数据结构(DA TA Structure)数据结构是指相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素集合,是带有结构的数据元素的集合,它指的是数据元素之间的相互关系,即数据的组织形式。
5.数据类型(Data Type)数据类型是一组性质相同的值集合以及定义在这个值集合上的一组操作的总称。
6.数据抽象与抽象数据类型1)数据的抽象高级语言中提供整型、实型、字符、记录、文件、指针等多种数据类型,可以利用这些类型构造出象栈、队列、树、图等复杂的抽象数据类型。
数据结构与算法课程设计报告---图的算法实现
数据结构与算法课程设计报告课程设计题目:图的算法实现专业班级:信息与计算科学1002班目录摘要 (1)1、引言 (1)2、需求分析 (1)3、概要设计 (2)4、详细设计 (4)5、程序设计 (10)6、运行结果 (18)7、总结体会 (19)摘要(题目): 图的算法实现实验内容图的算法实现问题描述:(1)将图的信息建立文件;(2)从文件读入图的信息,建立邻接矩阵和邻接表;(3)实现Prim、Kruskal、Dijkstra和拓扑排序算法。
关键字:邻接矩阵、Dijkstra和拓扑排序算法1.引言本次数据结构课程设计共完成图的存储结构的建立、Prim、Kruskal、Dijkstra 和拓扑排序算法等问题。
通过本次课程设计,可以巩固和加深对数据结构的理解,通过上机和程序调试,加深对课本知识的理解和熟练实践操作。
(1)通过本课程的学习,能够熟练掌握数据结构中图的几种基本操作;(2)能针对给定题目,选择相应的数据结构,分析并设计算法,进而给出问题的正确求解过程并编写代码实现。
使用语言:CPrim算法思想:从连通网N={V,E}中的某一顶点v0出发,选择与它关联的具有最小权值的边(v0,v),将其顶点加入到生成树的顶点集合V中。
以后每一步从一个顶点在V中,而另一个顶点不在V中的各条边中选择权值最小的边(u,v),把它的顶点加入到集合V中。
如此继续下去,直到网中的所有顶点都加入到生成树顶点集合V中为止。
拓扑排序算法思想:1、从有向图中选取一个没有前驱的顶点,并输出之;2、从有向图中删去此顶点以及所有以它为尾的弧;重复上述两步,直至图空,或者图不空但找不到无前驱的顶点为止。
没有前驱-- 入度为零,删除顶点及以它为尾的弧-- 弧头顶点的入度减1。
2.需求分析1、通过键盘输入建立一个新的有向带权图,建立相应的文件;2、对建立的有向带权图进行处理,要求具有如下功能:(1)用邻接矩阵和邻接表的存储结构输出该有向带权图,并生成相应的输出结果;(2)用Prim、Kruskal算法实现对图的最小生成树的求解,并输出相应的输出结果;(3)用Dijkstra算法实现对图中从某个源点到其余各顶点的最短路径的求解,并输出相应的输出结果;(4)实现该图的拓扑排序算法。
详解C++实现拓扑排序算法
详解C++实现拓扑排序算法⽬录⼀、拓扑排序的介绍⼆、拓扑排序的实现步骤三、拓扑排序⽰例⼿动实现四、拓扑排序的代码实现五、完整的代码和输出展⽰⼀、拓扑排序的介绍拓扑排序对应施⼯的流程图具有特别重要的作⽤,它可以决定哪些⼦⼯程必须要先执⾏,哪些⼦⼯程要在某些⼯程执⾏后才可以执⾏。
为了形象地反映出整个⼯程中各个⼦⼯程(活动)之间的先后关系,可⽤⼀个有向图来表⽰,图中的顶点代表活动(⼦⼯程),图中的有向边代表活动的先后关系,即有向边的起点的活动是终点活动的前序活动,只有当起点活动完成之后,其终点活动才能进⾏。
通常,我们把这种顶点表⽰活动、边表⽰活动间先后关系的有向图称做顶点活动⽹(Activity On Vertex network),简称AOV⽹。
⼀个AOV⽹应该是⼀个有向⽆环图,即不应该带有回路,因为若带有回路,则回路上的所有活动都⽆法进⾏(对于数据流来说就是死循环)。
在AOV⽹中,若不存在回路,则所有活动可排列成⼀个线性序列,使得每个活动的所有前驱活动都排在该活动的前⾯,我们把此序列叫做拓扑序列(Topological order),由AOV⽹构造拓扑序列的过程叫做拓扑排序(Topological sort)。
AOV⽹的拓扑序列不是唯⼀的,满⾜上述定义的任⼀线性序列都称作它的拓扑序列。
⼆、拓扑排序的实现步骤1.在有向图中选⼀个没有前驱的顶点并且输出2.从图中删除该顶点和所有以它为尾的弧(⽩话就是:删除所有和它有关的边)3.重复上述两步,直⾄所有顶点输出,或者当前图中不存在⽆前驱的顶点为⽌,后者代表我们的有向图是有环的,因此,也可以通过拓扑排序来判断⼀个图是否有环。
三、拓扑排序⽰例⼿动实现如果我们有如下的⼀个有向⽆环图,我们需要对这个图的顶点进⾏拓扑排序,过程如下:⾸先,我们发现V6和v1是没有前驱的,所以我们就随机选去⼀个输出,我们先输出V6,删除和V6有关的边,得到如下图结果:然后,我们继续寻找没有前驱的顶点,发现V1没有前驱,所以输出V1,删除和V1有关的边,得到下图的结果:然后,我们⼜发现V4和V3都是没有前驱的,那么我们就随机选取⼀个顶点输出(具体看你实现的算法和图存储结构),我们输出V4,得到如下图结果:然后,我们输出没有前驱的顶点V3,得到如下结果:然后,我们分别输出V5和V2,最后全部顶点输出完成,该图的⼀个拓扑序列为:v6–>v1—->v4—>v3—>v5—>v2四、拓扑排序的代码实现下⾯,我们将⽤两种⽅法来实现我么的拓扑排序:1.Kahn算法2.基于DFS的拓扑排序算法⾸先我们先介绍第⼀个算法的思路:Kahn的算法的思路其实就是我们之前那个⼿动展⽰的拓扑排序的实现,我们先使⽤⼀个栈保存⼊度为0 的顶点,然后输出栈顶元素并且将和栈顶元素有关的边删除,减少和栈顶元素有关的顶点的⼊度数量并且把⼊度减少到0的顶点也⼊栈。
数据结构C语言
数据结构(C语言)数据组织(数据、数据元素、数据项)的三个层次:数据可由若干个数据元素构成,而数据元素又可以由一个或若干个数据项组成。
四种基本的数据结构:集合、线性结构、树形结构、图状结构。
顺序存储的特点是在内存中开辟一组连续的空间来存放数据,数据元素之间的逻辑关系通过元素在内存中存放的相对位置来确定。
链式存储的特点是通过指针反映数据元素之间的逻辑关系。
数据类型:原子类型、结构类型。
线性表定义:线性表是n个数据元素的有限序列。
线性表的顺序存储结构:表中相邻的元素a和b所对应的存储地址A和B 也是相邻的。
(也就是数据都是按照表中情况进行连续存储的情况)线性表的链式存储结构:该线性表中的数据元素可以用任意的存储单元来存储。
表中的各个相邻的数据(元素)是通过一个指针地址来进行链接的,以找到下一个数据(元素)在哪。
其形式一般为:数据地址线性表的顺序和链式存储结构的比较:在线性表的长度变化比较大,预先难以确定的情况下,最好采用动态链表作为存储结构。
当线性表的长度变化不大时,采用顺序存储结构比较节省存储空间。
在顺序表结构的线性表上主要进行查找、读取而很少做插入和删除的操作。
链式结构的线性表中比较适应做插入和删除的操作。
一元多项式的加减法运算可先将一元多项式进行了改变存储之后再进行运算比较适宜,将一元多项式转换为用在内存中的前一项表示阶数,后一项表示对应该阶数的系数。
然后利用这种形式进行加减运算。
栈和队列栈是限定在表的同一端进行插入或删除操作的线性表,即进栈、出栈。
(特殊的线性表)栈的顺序存储结构:利用一组地址连续的存储单元依次从栈底到栈顶存放数据元素,栈底位置固定不变,可将栈底设在向量低下标的一端。
栈的链式存储结构:用单链表作为存储结构的栈称为链栈,链表的最后一个结点表示栈底,第一个结点表示栈顶。
队列也是一种特殊的线性表。
它所有的插入操作均限定在表的一端进行,而所有的删除操作则限定在表的另一端进行。
允许删除元素的一端称为队头,允许插入元素的一端称为队尾,删除元素称为出队,插入元素称为进队。
数据结构图
所以:对于点多边少的稀疏图来说,采用邻接表 结构使得算法在时间效 率上大大提高。
16
3/12
广度优先搜索(Breadth First Search,简称BFS ) BFS类似于树的层序遍历; 用一个数组用于标志已访问与否,还需要一个工作队列。
【例】一个无向图的BFS
8
6
CD
4
7
HG
BA
邻接多重表(Adjacency Multilist)
9
边表
• 在某些应用中,有时主要考察图中边的权值以及所依附的 两个顶点,即图的结构主要由边来表示,称为边表存储结 构。
• 边表结构采用顺序存储,用2个一维数组构成,一个存储 顶点信息,一个存储边的信息。边数组的每个元素由三部 分组成:
– 边的起点下标 – 边的终点下标 – 边的权值
1
A [i][
j]
0
如果 (vi , v j ) 或 vi , v j G的边 其它
无权图的邻接矩阵表示示例
V1
V2
V0
3
V3
4 12/15
带权图的邻接矩阵的定义
A [i][ j] wij
如果 (vi , vj ) 或 vi , v j G的边 其它
带图权的图邻的接邻矩接阵矩表阵示表示示例示[例例6.9]
1
第一部分 图的定义和术语
2
图的定义
“图” G可以表示为两个集合:G =(V, E)。每条 边是一个顶点对(v, w) E ,并且 v, w V。
通常:用 |V| 表示顶点的数量(|V| ≥ 1), 用 |E| 表示边的数量(|E| ≥ 0)。
(1) 无向图(完全有向图边数与顶点数之间的 关系) (2) 有向图(完全有向图弧数与顶点数之间的 关系) (3) 简单图:没有重边和自回路的图 (4) 邻接 (5) 路径,路径长度 (6) 无环(有向)图:没有任何回路的(有向)图 (7) 度,入度,出度 (8) 无向图的顶点连通、连通图、连通分量 (9) 有向图的顶点强连通,强连通图、连通分量
c语言数据结构及算法
C语言是一种广泛应用于编程和软件开发的编程语言,它提供了一系列的数据结构和算法库,使得开发者能够在C语言中使用这些数据结构和算法来解决各种问题。
以下是C语言中常用的数据结构和算法:数据结构:1. 数组(Array):一组相同类型的元素按顺序排列而成的数据结构。
2. 链表(Linked List):元素通过指针连接而成的数据结构,可分为单向链表、双向链表和循环链表等。
3. 栈(Stack):具有后进先出(LIFO)特性的数据结构,可用于实现函数调用、表达式求值等。
4. 队列(Queue):具有先进先出(FIFO)特性的数据结构,可用于实现任务调度、缓冲区管理等。
5. 树(Tree):一种非线性的数据结构,包括二叉树、二叉搜索树、堆、A VL树等。
6. 图(Graph):由节点和边组成的数据结构,可用于表示网络、关系图等。
7. 哈希表(Hash Table):基于哈希函数实现的数据结构,可用于高效地查找、插入和删除元素。
算法:1. 排序算法:如冒泡排序、插入排序、选择排序、快速排序、归并排序等。
2. 查找算法:如线性查找、二分查找、哈希查找等。
3. 图算法:如深度优先搜索(DFS)、广度优先搜索(BFS)、最短路径算法(Dijkstra、Floyd-Warshall)、最小生成树算法(Prim、Kruskal)等。
4. 字符串匹配算法:如暴力匹配、KMP算法、Boyer-Moore 算法等。
5. 动态规划算法:如背包问题、最长公共子序列、最短编辑距离等。
6. 贪心算法:如最小生成树问题、背包问题等。
7. 回溯算法:如八皇后问题、0-1背包问题等。
这只是C语言中常用的一部分数据结构和算法,实际上还有更多的数据结构和算法可以在C语言中实现。
开发者可以根据具体需求选择适合的数据结构和算法来解决问题。
同时,C语言也支持自定义数据结构和算法的实现,开发者可以根据需要进行扩展和优化。
c语言经典算法解析
c语言经典算法解析C语言作为一种广泛使用的编程语言,拥有许多经典算法,这些算法不仅在解决实际问题上非常高效,而且对于理解计算机科学的基本原理也至关重要。
本文将介绍一些C语言中常见的经典算法,并解析其实现原理。
1. 排序算法:排序是计算机科学中最基本的问题之一,C语言提供了多种排序算法的实现,例如冒泡排序、选择排序、插入排序、快速排序等。
这些算法以不同的方式对元素进行比较和交换,最终将数据按照一定的顺序排列。
2. 查找算法:查找算法用于在给定数据集中寻找特定的值。
C语言中常见的查找算法包括线性查找、二分查找、哈希查找等。
这些算法的实现原理各不相同,但都能在不同的数据规模下高效地找到目标值。
3. 图算法:图是由节点和边组成的一种数据结构,图算法用于解决与图相关的问题,例如最短路径查找、拓扑排序、最小生成树等。
C语言中可以使用邻接矩阵或邻接表等数据结构来表示图,并通过深度优先搜索或广度优先搜索等算法来进行相应的操作。
4. 字符串匹配算法:字符串匹配算法用于在一个长字符串中查找某个子串出现的位置。
常见的算法包括朴素字符串匹配算法、KMP算法、Boyer-Moore算法等。
这些算法通过不同的方式在给定的字符串中寻找匹配,从而提高查找的效率。
5. 动态规划算法:动态规划算法用于解决有重叠子问题和最优子结构特征的问题。
C语言中常用的动态规划算法有背包问题、最长公共子序列问题、最短路径问题等。
这些算法通过将大问题分解为小问题,并使用查表或记忆化搜索等技术来避免重复计算,从而提高算法的效率。
以上仅是C语言中一些经典算法的简要介绍和解析。
随着计算机科学的不断发展,还有许多其他算法可以探索和应用。
掌握这些经典算法的原理和实现有助于提高编程技能,同时也能够帮助理解计算机科学的核心概念。
通过不断学习和实践,我们可以在编程中灵活运用这些算法,解决实际问题。
数据结构c语言版课后习题答案
数据结构c语言版课后习题答案数据结构是计算机科学中的一个重要概念,它涉及到组织、管理和存储数据的方式,以便可以有效地访问和修改数据。
C语言是一种广泛使用的编程语言,它提供了丰富的数据结构实现方式。
对于学习数据结构的C语言版课程,课后习题是巩固理论知识和提高实践能力的重要手段。
数据结构C语言版课后习题答案1. 单链表的实现在C语言中,单链表是一种常见的线性数据结构。
它由一系列节点组成,每个节点包含数据部分和指向下一个节点的指针。
实现单链表的基本操作通常包括创建链表、插入节点、删除节点、遍历链表等。
答案:- 创建链表:定义一个链表结构体,然后使用动态内存分配为每个节点分配内存。
- 插入节点:根据插入位置,调整前后节点的指针,并将新节点插入到链表中。
- 删除节点:找到要删除的节点,调整其前后节点的指针,然后释放该节点的内存。
- 遍历链表:从头节点开始,使用指针遍历链表,直到达到链表尾部。
2. 二叉树的遍历二叉树是一种特殊的树形数据结构,其中每个节点最多有两个子节点。
二叉树的遍历是数据结构中的一个重要概念,常见的遍历方式有前序遍历、中序遍历、后序遍历和层序遍历。
答案:- 前序遍历:先访问根节点,然后递归遍历左子树,最后递归遍历右子树。
- 中序遍历:先递归遍历左子树,然后访问根节点,最后递归遍历右子树。
- 后序遍历:先递归遍历左子树,然后递归遍历右子树,最后访问根节点。
- 层序遍历:使用队列,按照从上到下,从左到右的顺序访问每个节点。
3. 哈希表的实现哈希表是一种通过哈希函数将键映射到表中一个位置来访问记录的数据结构。
它提供了快速的数据访问能力,但需要处理哈希冲突。
答案:- 哈希函数:设计一个哈希函数,将键映射到哈希表的索引。
- 哈希冲突:使用链地址法、开放地址法或双重哈希法等解决冲突。
- 插入操作:计算键的哈希值,将其插入到对应的哈希桶中。
- 删除操作:找到键对应的哈希桶,删除相应的键值对。
4. 图的表示和遍历图是一种复杂的非线性数据结构,由顶点(节点)和边组成。
数据结构-图的定义和术语
继续进行 ·3
·4
搜索。
·5
·6
·7
·3 ·1
·2
·4 从结点 5 出发的搜索序列:
5、6、2、3、1、4、7 适用的数据结构:栈
图的遍历
2、广度(宽度)优先搜索:
• 树:
A
B
C
D
EFG H
I JK
树的按层次进行访问的次序: A、B、C、D、E、F、G、H、 I、J、K、L
适用的数据结构:队列
L A
1
·1
2
12
11
·2
·11
·12
3
6
7
10
·3 ·6 ·7
·10
4
5
8
9
·4 ·5 ·8
·9
图的广度优先的访问次序:
1、2、11、12、3、6、7、10、4、5、8、9
适用的数据结构:队列
图的连通性问题
2、有向图的强连通分量的求法:续 •强连通分量的求法:
1、对有向图 G 进行深度为主的搜索,按照退 出该结点的次序给结点进行编号。最先退 出的结点的编号为 1,其它结点的编号按 次序逐次增大 1。
点1
3 已在U中
16 21 35
0 0 0
lowcost 表示最小距离
4∞ 0
adjvex 表示相应结点(在V -U中的)
5∞
0
lowcost adjvex
U1
6
5 1
25 35 4
3
6
4
2
566 图G
数组:closedge[ 6 ]
00 15 2 20 35 0 46 2 54 2
lowcost adjvex
DS07-图-数据结构(C语言版)(第2版)-唐国民-清华大学出版社
第七章
图
7.2
图的存储结构
图是由两部分组成,一部分是图的 顶点信息,另一部分是图顶点间的关系 信息(边)。所以要想将图的全部信息存 储到计算机中,也必须将顶点的信息和 顶点间的关系信息都存储。
第七章
图
一、图的邻接矩阵存储
设图 G = (V, E)是一个有 n 个顶点的图, 有一个记录各个顶点信息v0 ,v1, v2, …, vn-1 的顶点表,可以用顺序方式或链式方式来存储 顶点表;而图的边用一个二维数组表示,它是 一个n×n的矩阵(邻接矩阵),用于表示顶点 之间的邻接关系。定义为:
W (i , j ), A.Edge [i ][ j ] = , aij 0,
A
第七章
图
邻接矩阵表示法中图的类型定义:
#define MAXSIZE 100 /*图的顶点个数*/ typedef int datatype; typedef struct { datatype vexs[MAXSIZE]; /*顶点信息表*/ int edges[MAXSIZE][ MAXSIZE];/*邻接矩阵*/ int n,e ; /*顶点数和边数*/ }graph;
B A C E D
A B vexs C D E
有向图
0 0 edges 0 0 0
1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0
第七章
图
2
20
40
5
子图:设有两个图 G=(V, E) 和 G’=(V’, E’)。 若V’ V 且 E’E, 则称图G’是图G的子图。
第七章
图
路径:在图 G=(V, E) 中, 若存在一个顶点序列vp1, vp2,
数据结构课程设计——拓扑排序
. . .. . .课程设计任务书学生:专业班级:指导教师:工作单位:计算机科学系题目: 拓扑排序初始条件:(1)采用邻接表作为有向图的存储结构;(2)给出所有可能的拓扑序列。
(3)测试用例见严蔚敏《数据结构习题集(C语言版)》p48题7.9图要求完成的主要任务:(包括课程设计工作量及其技术要求,以及说明书撰写等具体要求)课程设计报告按学校规定格式用A4纸打印(书写),并应包含如下容:1. 问题描述简述题目要解决的问题是什么。
2. 设计存储结构设计、主要算法设计(用类C/C++语言或用框图描述)、测试用例设计;3. 调试报告调试过程中遇到的问题是如何解决的;对设计和编码的讨论和分析。
4. 经验和体会(包括对算法改进的设想)5. 附源程序清单和运行结果。
源程序要加注释。
如果题目规定了测试数据,则运行结果要包含这些测试数据和运行输出。
说明:1. 设计报告、程序不得相互抄袭和拷贝;若有雷同,则所有雷同者成绩均为0分。
2. 凡拷贝往年任务书或课程设计充数者,成绩一律无效,以0分记。
时间安排:1.第17周完成,验收时间由指导教师指定2.验收地点:实验中心3.验收容:可执行程序与源代码、课程设计报告书。
指导教师签名:2013年6月14日系主任(或责任教师)签名:年月日拓扑排序目录1问题描述2具体设计2.1存储结构设计2.2主要算法设计2.2.1拓扑排序的算法总体设计2.2.2将有向图表示为邻接表2.2.3拓扑排序函数的设计2.2.4顺序表的运算设计2.3测试用例设计3调试报告3.1设计和编码的分析3.2调试过程问题及解决4经验与体会5用户使用说明6参考文献7附录源代码与运行结果1问题描述题目:拓扑排序如果用有向图表示一个工程,在这种有向图中,用顶点表示活动,用有向边<vi,vj>表示活动vi必须先于活动vj进行,这种有向图叫做顶点表示活动的网络,记作AOV 网络。
对一个有向无环图G进行拓扑排序,是将G中所有顶点排成一个线性序列,使得AOV网络中的所有应存在前驱和后继的关系都能得到满足,这种构造AOV网络全部顶点的拓扑有序序列的运算叫做拓扑排序。
数据结构课程设计拓扑排序
目录(自动生成)1介绍2 需求分析3 总体设计(概要设计)4详细设计5调试(测试)6课程设计总结参考文献1 课程设计介绍 (1)1.1课程设计目的 (1)1.2课程设计内容 (1)1.2课程设计要求 (1)2 需求设计 (3)2.1课设题目粗略分析 (3)2.2原理图介绍 (4)2.2.1 功能模块图 (4)2.2.2流程图分析 (4)3 需求分析 (6)3.1存储结构 (6)3.2算法描述 (6)4.调试与分析 (10)(1)调试过程 (10)(2)程序执行过程 (10)参考文献 (12)总结 (13)附录(关键部分程序清单) (14)1 课程设计介绍1.1 课程设计目的(1)熟悉使用c语言编码程序,解决实际问题;(2)了解数据结构与算法的设计方法,具备初步的独立分析和设计能力。
(3)初步掌握软件开发过程的分析能力,系统设计,程序编码,测试等基本能力。
(4)提高综合运用的能力,运用所学理论知识与独立分析能力。
1.2 课程设计内容编写算法,编写函数实现图的拓扑排序:1.求所有顶点的入度2.实现进栈与处栈3.找相邻的顶点1.2 课程设计要求上交的成果的内容必须由以下四个部分组成,缺一不可1.上交源程序:学生按照课程设计的具体要求所开发的所有源程序(应该放到一个文件夹中);2.上交程序的说明文件:(保存在.doc中)在说明文档中应该写明上交程序所在的目录,上交程序的主程序文件名,如果需要安装,要有程序的安装使用说明;3.课程设计报告:(保存在word 文档中,文件名要求按照"姓名-学号-课程设计报告"起名,如文件名为"张三-001-课程设计报告".doc )按照课程设计的具体要求建立的功能模块,每个模块要求按照如下几个内容认真完成;其中包括:a)概要设计在此说明每个部分的算法设计说明(可以是描述算法的流程图),每个程序中使用的存储结构设计说明(如果指定存储结构请写出该存储结构的定义。