最新数据结构习题课4说课讲解
数据结构四PPT课件

pos len
堆分配存储特点:仍用一组连续的存储单元来存放串,
但存储空间是在程序执行过程中动态分配而得。
思路:利用malloc函数合理预设串长空间。
有的语言允许对串常量命名,以使程序易读、易写。 【例】C++中,可定义串常量path
const char path[]="dir/bin/appl";
5
练1:串是由
字符组成的序
列,一般0记个或多个
为 S=’a1a2……an’
练2:现。有以下4个字符串:
a =‘BEI’
b =‘JING’ c = ‘BEIJING’
数据结构课程的内容
第4章 串 (String)
1. 定义 2. 逻辑结构 3. 存储结构 4. 运算规则 5. 实现方式
4.1 串类型的定义
4.2 串的表示和实现 4.3 串的模式匹配算法
4.1 串类型的定义
串即字符串,是由零个或多个字符组成的有限序列,是数据 元素为单个字符的特殊线性表。
记为: s =‘ a1 , a2 , …….. , an’ (n≥0 )
讨论:想存放超长字符串怎么办?——静态数组有缺陷!
改用动态分配的一维数组—— “堆”!
例:用顺序存储方式实现求子串函数SubString(&Sub, S, pos,
len)
将串S中从第pos个字符开始长度为len的字符序列复 制到串Sub中(注:串Sub的预留长度与Ssub, SString S, int pos, int len )
d
= ‘问B:EI①JI他NG们’各自的长度? a =3,b =4,c = 7,d=8
② a是哪个串的子串?在主串中的位置是多少?
《数据结构》说课稿

《数据结构》说课稿引言概述:数据结构是计算机科学的基础,它研究数据的组织、存储和管理方式,是计算机程序设计的重要组成部分。
本文将从四个方面介绍数据结构的基本概念、常见数据结构类型、数据结构的应用以及学习数据结构的重要性。
一、基本概念1.1 数据结构的定义:数据结构是指一组数据元素及其之间的关系,是数据的逻辑结构和物理结构的抽象。
1.2 数据结构的分类:数据结构可以分为线性结构、非线性结构和文件结构三类,每类又可以细分为多种具体类型。
1.3 数据结构的基本操作:数据结构的基本操作包括插入、删除、查找和修改等,这些操作是对数据进行增删改查的基础。
二、常见数据结构类型2.1 数组:数组是一种线性结构,它由相同类型的数据元素组成,通过下标访问元素,具有随机访问的特点。
2.2 链表:链表是一种非线性结构,它由节点组成,每个节点包含数据和指向下一个节点的指针,可以实现灵活的插入和删除操作。
2.3 栈和队列:栈和队列是两种特殊的线性结构,栈具有先入后出的特点,而队列具有先入先出的特点,它们在算法中有广泛的应用。
2.4 树和图:树和图是两种常见的非线性结构,树是一种层次结构,图是由节点和边组成的网络结构,它们在数据库、网络等领域有重要的应用。
三、数据结构的应用3.1 数据库管理系统:数据库管理系统是基于数据结构的软件,它通过合理的数据结构来存储和管理大量的数据,提供高效的数据访问和操作功能。
3.2 图像处理:图像处理涉及大量的像素数据,通过合适的数据结构可以高效地存储和处理图像,实现图像的压缩、滤波、特征提取等操作。
3.3 算法设计:算法是解决问题的步骤和方法,合适的数据结构可以提高算法的效率和性能,常见的排序、查找和图算法都离不开数据结构的支持。
四、学习数据结构的重要性4.1 提高编程能力:学习数据结构可以培养抽象思维和逻辑思维能力,提高编程的效率和质量。
4.2 解决实际问题:数据结构是解决实际问题的基础,通过合适的数据结构可以更好地组织和管理数据,实现高效的数据处理和分析。
2024版《数据结构》全套课件

将电路中的元件和连线抽象为图中的顶点和 边,利用图算法进行电路分析和优化。
路由算法
生物信息学
利用图数据结构表示计算机网络中的拓扑结 构,利用最短路径算法进行路网络、 基因调控网络等复杂生物系统,进行生物信 息学分析和挖掘。
05
查找与排序
查找的基本概念与分类
选择排序算法
简单选择排序
每次从待排序的数据元素中选出最小(或最大)的一个 元素,存放在序列的起始位置,直到全部待排序的数据 元素排完。
堆排序
利用堆这种数据结构所设计的一种排序算法,是选择排 序的一种。可以利用数组来模拟堆的结构,通过构造大 顶堆或小顶堆来实现排序。
归并排序算法
归并排序的思想
将两个(或更多)有序表合并成一个新的有序表,即把 待排序序列分为若干个子序列,每个子序列是有序的。 然后再把有序子序列合并为整体有序序列。
开放寻址法、链地址法等。
排序的基本概念与分类
排序的定义
将一组无序的记录序列调整为有序的记录序 列。
排序的分类
内部排序和外部排序,内部排序包括插入排 序、交换排序、选择排序、归并排序等。
插入排序算法
要点一
直接插入排序
每次将一个待排序的元素插入到前面已经排好序的序列中, 寻找合适的位置。
要点二
希尔排序
二叉树的遍历算法
先序遍历
先访问根节点,然后遍 历左子树,最后遍历右
子树。
中序遍历
先遍历左子树,然后访 问根节点,最后遍历右
子树。
后序遍历
层次遍历
先遍历左子树,然后遍 历右子树,最后访问根
节点。
按照层次顺序从上到下、 从左到右遍历二叉树中
的所有节点。
树和森林的遍历算法
《数据结构》说课稿

《数据结构》说课稿引言概述:数据结构是计算机科学中的重要概念,它是指数据元素之间的关系以及对这些关系进行操作的方法。
在计算机科学和信息技术领域中,数据结构是基础中的基础,对于程序设计和算法的理解至关重要。
本文将详细介绍数据结构的基本概念、常见数据结构的分类、数据结构的应用、数据结构的设计原则以及数据结构的学习方法。
一、数据结构的基本概念1.1 数据结构的定义数据结构是指数据元素之间的关系以及对这些关系进行操作的方法。
它是计算机科学中的重要概念,是程序设计和算法实现的基础。
1.2 数据元素与数据项数据元素是数据的基本单位,数据项是数据元素中的一个单元。
数据元素可以是一个整体,而数据项是数据元素中的一个具体部分。
1.3 数据结构的逻辑结构数据结构的逻辑结构包括线性结构、树形结构、图形结构等。
不同的逻辑结构适用于不同的应用场景,可以提高数据的处理效率和程序的性能。
二、常见数据结构的分类2.1 线性结构线性结构包括数组、链表、栈、队列等。
它们的特点是数据元素之间的关系是一对一的,适用于顺序存储和链式存储。
2.2 树形结构树形结构包括二叉树、平衡树、红黑树等。
它们的特点是数据元素之间的关系是一对多的,适用于层次化存储和检索。
2.3 图形结构图形结构包括有向图、无向图、加权图等。
它们的特点是数据元素之间的关系是多对多的,适用于表示复杂的关系网络和路径规划。
三、数据结构的应用3.1 数据库系统数据库系统中的数据结构包括索引、哈希表、B树等,用于提高数据的检索效率和存储空间利用率。
3.2 算法设计算法设计中的数据结构包括堆、图、并查集等,用于解决复杂的计算问题和优化算法效率。
3.3 操作系统操作系统中的数据结构包括文件系统、进程控制块、虚拟内存等,用于实现操作系统的功能和性能优化。
四、数据结构的设计原则4.1 抽象数据类型数据结构的设计应该遵循抽象数据类型的原则,即将数据结构的实现细节与操作接口分离,提高数据结构的灵活性和可维护性。
《数据结构》说课稿

《数据结构》说课稿引言概述:数据结构是计算机科学中非常重要的一个领域,它研究如何组织和存储数据,以便能够高效地进行访问和操作。
在本文中,我们将对数据结构进行详细的介绍和解析,从基本概念到常见的数据结构及其应用,帮助读者更好地理解和应用数据结构。
一、基本概念1.1 数据结构的定义和作用数据结构是指一组数据元素及其之间的关系,它们可以用来描述现实世界中的各种问题。
数据结构的作用是提供一种有效的组织和管理数据的方式,以便能够高效地进行数据的存储、检索和操作。
1.2 数据结构的分类数据结构可以分为线性结构和非线性结构。
线性结构包括数组、链表、栈和队列等,它们的特点是数据元素之间存在一对一的关系。
非线性结构包括树和图等,它们的特点是数据元素之间存在一对多或多对多的关系。
1.3 数据结构的复杂度分析数据结构的复杂度分析是衡量数据结构性能的重要指标,它包括时间复杂度和空间复杂度。
时间复杂度表示算法执行所需的时间,空间复杂度表示算法执行所需的内存空间。
二、常见的数据结构2.1 数组数组是一种线性结构,它由一组连续的内存空间组成,用来存储相同类型的数据。
数组的特点是可以通过下标快速访问任意位置的元素,但插入和删除操作比较耗时。
2.2 链表链表也是一种线性结构,它由一组节点组成,每个节点包含数据和指向下一个节点的指针。
链表的特点是插入和删除操作比较快速,但访问任意位置的元素需要遍历链表。
2.3 栈和队列栈和队列都是线性结构,它们分别采用后进先出(LIFO)和先进先出(FIFO)的原则。
栈的插入和删除操作都在同一端进行,而队列的插入操作在一端进行,删除操作在另一端进行。
三、常见的数据结构应用3.1 树树是一种非线性结构,它由一组节点组成,节点之间存在一对多的关系。
树的应用非常广泛,例如在文件系统中用来表示目录结构,在数据库中用来表示索引结构等。
3.2 图图也是一种非线性结构,它由一组节点和节点之间的边组成。
图的应用包括社交网络分析、路线规划、图像处理等领域。
《数据结构》说课稿

《数据结构》说课稿引言概述:数据结构作为计算机科学的基础学科,是计算机程序设计的重要组成部份。
它研究如何组织和存储数据,以及如何高效地访问和操作数据。
本文将从以下五个方面详细阐述数据结构的重要性和应用。
一、数据结构的定义和分类1.1 数据结构的定义:数据结构是指数据元素之间的关系和组织方式,它决定了数据的存储方式和操作方式。
1.2 数据结构的分类:数据结构可以分为线性结构、非线性结构、集合结构和文件结构等。
线性结构包括数组、链表和栈等;非线性结构包括树和图等;集合结构包括集合和多重集等;文件结构包括顺叙文件和索引文件等。
二、数据结构的作用和优势2.1 提高数据的组织和存储效率:数据结构可以根据实际需求选择合适的存储结构,提高数据的组织和存储效率。
2.2 提高数据的访问和操作效率:通过合理选择数据结构和算法,可以提高数据的访问和操作效率,减少时间和空间的开消。
2.3 便于程序的设计和维护:良好的数据结构可以使程序的设计更加清晰和易于理解,同时也便于程序的维护和修改。
三、数据结构的应用领域3.1 数据库系统:数据库系统需要高效地组织和存储大量的数据,因此数据结构在数据库系统中起着重要的作用。
3.2 图形图象处理:图形图象处理需要对复杂的图形和图象进行存储和操作,数据结构提供了有效的解决方案。
3.3 算法设计:算法设计中需要选择合适的数据结构来实现算法的功能,数据结构的选择直接影响算法的效率和性能。
四、数据结构的学习方法和技巧4.1 理论学习与实践结合:数据结构是一门理论与实践相结合的学科,理论学习与实践相结合可以更好地理解和应用数据结构。
4.2 多做编程实践:通过编写实际的程序来实践和巩固数据结构的知识,可以提高对数据结构的理解和应用能力。
4.3 多思量和讨论:在学习数据结构的过程中,多思量和讨论可以匡助理解和掌握数据结构的原理和应用。
五、数据结构的未来发展趋势5.1 大数据时代的挑战:随着大数据时代的到来,数据结构面临着更大的挑战,需要更高效的数据结构和算法来处理海量的数据。
数据结构说课-2024鲜版

2024/3/28
1
目录
2024/3/28
• 课程介绍与目标 • 线性表及其操作 • 栈、队列及其应用 • 树和二叉树 • 图及其应用 • 查找与排序算法 • 课程总结与展望
2
01
课程介绍与目标
Chapter
2024/3/28
3
数据结构课程背景
计算机科学的飞速发展
随着计算机技术的不断进步,数据结 构作为计算机科学的核心基础课程, 对于培养学生计算思维和解决实际问 题的能力具有重要作用。
2024/3/28
28
常见查找算法实现及性能分析
线性查找
二分查找
线性查找是一种最简单的查找方法, 它从数据集合的一端开始,顺序扫描, 直到找到所查元素为止。性能分析表 明,线性查找的时间复杂度为O(n), 其中n为数据集合的大小。
二分查找是一种在有序数组中查找特 定元素的算法。它首先将数组中间元 素与目标值进行比较,如果相等则查 找成功;否则根据中间元素与目标值 的大小关系,将查找范围缩小为数组 的前半部分或后半部分,然后继续进 行二分查找。性能分析表明,二分查 找的时间复杂度为O(log n)。
作品二
学生设计了一个基于图的社交网络应用,实现了好友推荐、最短路径查询等功能。该作品创意新颖,实用性 强,展示了学生对图算法和数据结构的熟练掌握。
作品评价
学生们在课程学习中表现出色,不仅能够理解数据结构的基本概念和算法原理,还能够将所学知识应用于实 际问题的解决中。他们的作品质量高、创新性强,体现了他们在数据结构领域的专业素养和实践能力。
Chapter
2024/3/28
12
栈的基本概念与操作
2024/3/28
栈的定义
最新数据结构习题课4说课讲解

A
D2 [创建辅助队列, 根结点入队]
B
CREATE(Q). Q ( t,0) . D3 [利用队列Q遍历第d层结点] WHILE NOT (IsEmpty(Q)) DO ( (p,d) Q .
EF C D G
WHILE p≠NULL DO
( IF FirstChild(p)≠NULL THEN Q(FirstChild(p),d+1)
当k1时对任意两个叶结点完全二叉树的叶子结点只能在层数最大两层出现并且连续出现在层次遍历二叉树时增加一个标志bb1表示所有已扫描过的结点均有左右孩子b0表示遇到无左或右孩子的结点此后的所有结点均应为叶结点
数据结构习题课4
第4章作业
4-2,4-3, 4-5,4-6,4-7,4-8, 4-10, 4-12,4-13
对新的森林重复上一步操作,直至森林中只有 唯一的根结点时,终止操作。
135
55
80
25
12
13
30 39
5
7
18
41 21
{ 5,13,21,7,18,30,41 }
4-13
编写算法计算二叉树中边的个数。
分析
边数=结点数-1;各种遍历计算结点数 直接计算边数。 时间复杂度都是O(n)
p←NextBrother(p) .) )
▌
分析
[解题思路2] 树的深度dept(t)=max(t的各子树的深度)+1
A BCD E FG
A B EF C D
G
算法 Depth(t. d) //[解题思路2] 树的深度dept(t)=max(t的各子树的深度)+1 D1[递归出口]
IF t=NULL THEN ( d← -1 . RETURN ) IF (GFC(t)=NULL) THEN ( d← 0 . RETURN ) D2[递归调用] p=GFC(t). Max ← -1. // Max存储各子树的最大深度 WHILE (p≠NULL)
数据结构课件第4章问题

if (root->LChild==NULL)
{ root->Ltag=1; root->LChile=pre; } / /置前驱线索 if (pre! =NULL&& pre->RChild==NULL)
{ pre-> Rtag=1; pre-> RChild=root; } // 置后继线索
任意一棵二叉树T,若叶结点数为n0,而度为2的结点数为n2,
n0与n2的关系?
性质3: 对任意一棵二叉树T,若叶结点数为n0,而其度为2的 结点数为n2,则n0=n2+1。
5、满二叉树?
满二叉树:深度为k的二叉树,如有2k-1个结点则称为满二 叉树;
A B D E F
K=3的满二叉树
C G
14、遍历的应用实例?
求二叉树的叶子结点个数的算法? 输出二叉树中的叶子结点? 求 二叉树高度?
例1 求二叉树的叶子结点个数的算法 输入:二叉树的二叉链表 结果:二叉树的叶子结点个数
与先序遍历算法比较一下!
void leaf (struct bitnode *root) //采用二叉链表存贮二叉树,n为全局变量,用于累加二叉树的叶子结点的个数。
12 对下图所示的二叉树, 其先序、 中序、 后序遍历的序列?
A B D F G C E H
其先序、 中序 D、 F、 G、 C、 E、 H 。 中序遍历: B、 F、 D、 G、 A、 C、 E、 H 。 后序遍历: F、 G、 D、 B、 H、 E、 C、 A 。
(d) 后序线索 二叉 树
16、线索二叉树类型定义?
P133-134
17、二叉树的中序遍历线索化 ?
对root所指的二叉树进行中序线索化, 其中pre始终指向刚 访问过的结点, 初值为NULL, root 为正访问的结点 方法:若二叉树非空
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while (!Q.QueueEmpty()) //处理剩余叶节点 {
分析
完全二叉树的叶子结点只能在层数最大两层出现,并 且连续出现
在层次遍历二叉树时,增加一个标志B,B=1表示所有已扫 描过的结点均有左、右孩子,B=0,表示遇到无左或右孩子 的结点,此后的所有结点均应为叶结点。
层次遍历时,空指针可以入队。出队遇到第一个空指针时, 此后队列里的都是空指针。
对所有结点按完全二叉树编号,记录编号的最大值和 结点数n。相等,则是完全二叉树。
IF t1=NULL AND t2=NULL THEN RETURN true. IF t1=NULL OR t2=NULL THEN RETURN false. L2[递归调用] RETURN Like(left(t1),left(t2)) AND Like(right(t1),right(t2)). ▌ 时间复杂度为O(n1+n2)
回溯法:引入一个数组记录路径上的结点。递 归出口是叶子结点。非叶子结点继续尝试和修 改
4-7
编写算法判断两棵二叉树T和T’是否相似。两 棵二叉树相似是指它们具有相同结构。
参考答案
算法Like(t1,t2) /*判断两棵二叉树是否相似,t1,t2表示两棵树的根节点。
若相似,返回值为true,否则为false*/ L1[递归出口]
命题成立 假设 n = k 时命题成立,往证n=k+1时命题也
成立。当 n = k+1 时,对任意两个叶结点l1,l2 ,有三种情况
l1,l2 都在根的左子树中。 l1,l2 都在根的右子树当中。 l1,l2 不在根的同一个子树当中。
作业4-5
编写一算法,判别给定二叉树是否为完全二叉 树。
p=Q.Delete(); if ( p->left ! = NULL) || ( p->right ! = NULL)
return false; }
return true; }
4-6
编写算法求任意二叉树中一条最长的路径,并 输出此路径上各结点的值。
分析
教材中,树上的路径定义:若树T中存在结点 序列Vm --> Vm+1 -->…--> Vm+k ,1<= k <=T的 最大层数, Vi+1 是 Vi 的子结点。
{ maxl=height(t->left)+height(t->right)+2>maxl; lstp=t;
} Longest(t->left); Longest(t->right); }
其它方法
课后提示:非递归后根遍历,当i=2是,判断 是否为叶子节点,若是就与当前记录的最长路 径比较,大于就更新最大路径值及最大路径。
4-8
对于下图所示的树
(a)对其进行先根和后根遍历。 (b)给出其在自然对应下的二叉树。
B EF KGJ
A
CDGHI参考答案(a)对其进行先根和后根遍历。 先根遍历:ABEKGJFCGDHI
树上的路径也有另一种理解,即图论的理解。 这时,最长路不一定是从根结点出发的,需要 先确定路径最长的结点,然后按前面的方法处 理。也可以按第五章的方法处理。
TreeNode<T>* lstp=NULL; int maxl=-1; void Longest(TreeNode<T>* t) {
if(t==NULL) return NULL; if(height(t->left)+height(t->right)+2>maxl)
时间复杂性为 T(n)=2n 或 O(n)
bool completetree(BintreeNode * t) {
Bool B=1; Queue Q ; if (t!=NULL) Q.Insert(t); while (!Q.QueueEmpty() && B) {
p=Q.Delete(); if (p->left = = NULL) {
数据结构习题课4
第4章作业
4-2,4-3, 4-5,4-6,4-7,4-8, 4-10, 4-12,4-13
作业4-2
题目描述
由三个结点A,B和C可以构成多少棵不同的 树?可以构成多少棵不同的二叉树?
树有2种形态:6+3=9种 二叉树有5种形态:6*5=30种
作业4-3
判断以下命题是否为真?若真,请证明之 ;否则,举出反例。
相当于求根结点开始的最长路径。可以根据左 右子树的高度确定下一步的结点。
参考答案
int height(BinTreeNode<T>* t) {
if(t==NULL) return -1; return 1+max(height(t->left),height(t->right)); } void path(BinTreeNode<T>* t) { while(t){
一棵二叉树形的所有的叶结点,在先根次 序、中根次序和后根次序下的排列都按相 同的相对位置出现。
A
B
C
D
E
F
G
H
I
J
K
L
先根: A B C E I F J D G H K L 中根: E I C F J B G D K H L A 后根: I E J F C G K L H D B A
数学归纳法
令n等于二叉树的高度; n=0时
设有一个指针数组,下标代表编号,数组元素代表结点。出 现空缺编号或编号大于n,则不是完全二叉树。
建立编号函数,递归记录结点数和编号最大值
参考算法如下
为此,在层次遍历二叉树时,增加一个标 志B,B=1表示所有已扫描过的结点均有左 、右孩子,B=0,表示遇到无左或右孩子的 结点,此后的所有结点均应为叶结点。
cout<<t->data<<endl; if(height(t->left)>height(t->right)) t=t->left; else t=t->right; } }
时间复杂度为O(n2)或O(n*h)。原因在于高度 的重复计算。在每个结点中引入高度域,可以 将时间复杂度为降为O(n)。