圖解數(shù)據(jù)結構：使用Python

第1章  數(shù)據(jù)結構導論          1

1.1  數(shù)據(jù)結構的定義   2

1.1.1 數(shù)據(jù)與信息         2

1.1.2 數(shù)據(jù)的特性         3

1.1.3 數(shù)據(jù)結構的應用         3

1.2  算法        5

1.3  認識程序設計        7

1.3.1 程序開發(fā)流程    8

1.3.2 結構化程序設計         8

1.3.3 面向?qū)ο蟪绦蛟O計    9

1.4  算法性能分析        11

1.4.1 Big-Oh 12

1.4.2 Ω 15

1.4.3 θ  15

【課后習題】         15

第2章  數(shù)組結構          17

2.1  線性表簡介   18

2.2  認識數(shù)組        19

2.2.1 二維數(shù)組    21

2.2.2 三維數(shù)組    25

2.2.3 n維數(shù)組      27

2.3  矩陣        28

2.3.1 矩陣相加    28

2.3.2 矩陣相乘    29

2.3.3 轉(zhuǎn)置矩陣    31

2.3.4 稀疏矩陣    32

2.3.5 上三角形矩陣    35

2.3.6 下三角形矩陣    39

2.3.7 帶狀矩陣    43

2.4  數(shù)組與多項式        44

【課后習題】         46

第3章  鏈表          48

3.1  單向鏈表        49

3.1.1 建立單向鏈表    50

3.1.2 遍歷單向鏈表    51

3.1.3 在單向鏈表中插入新節(jié)點         53

3.1.4 在單向鏈表中刪除節(jié)點    58

3.1.5 單向鏈表的反轉(zhuǎn)         61

3.1.6 單向鏈表的連接功能         64

3.1.7 多項式鏈表表示法    69

3.2  環(huán)形鏈表        71

3.2.1 環(huán)形鏈表的建立與遍歷    72

3.2.2 在環(huán)形鏈表中插入新節(jié)點         74

3.2.3 在環(huán)形鏈表中刪除節(jié)點    78

3.2.4 環(huán)形鏈表的連接功能         82

3.2.5 環(huán)形鏈表與稀疏矩陣表示法    85

3.3  雙向鏈表        86

3.3.1 雙向鏈表的建立與遍歷    87

3.3.2 在雙向鏈表中插入新節(jié)點         91

3.3.3 在雙向鏈表中刪除節(jié)點    95

【課后習題】         99

第4章  堆棧          101

4.1  堆棧簡介        102

4.1.1 用列表實現(xiàn)堆棧         103

4.1.2 用鏈表實現(xiàn)堆棧         107

4.2  堆棧的應用   110

4.2.1 遞歸算法    111

4.2.2 漢諾塔問題         115

4.2.3 老鼠走迷宮         120

4.2.4 八皇后問題         125

4.3  算術表達式的表示法   128

4.3.1 中序法轉(zhuǎn)為前序法與后序法    129

4.3.2 前序法與后序法轉(zhuǎn)為中序法    135

4.3.3 中序法表達式的求值運算         137

4.3.4 前序法表達式的求值運算         138

4.3.5 后序法表達式的求值運算         139

【課后習題】         140

第5章  隊列          143

5.1  認識隊列        144

5.1.1 隊列的基本操作         144

5.1.2 用數(shù)組實現(xiàn)隊列         145

5.1.3 用鏈表實現(xiàn)隊列         148

5.2  隊列的應用   151

5.2.1 環(huán)形隊列    151

5.2.2 雙向隊列    155

5.2.3 優(yōu)先隊列    159

【課后習題】         160

第6章  樹形結構          161

6.1  樹的基本概念        162

6.2  二叉樹簡介   164

6.2.1 二叉樹的定義    165

6.2.2 特殊二叉樹簡介         166

6.3  二叉樹的存儲方式        167

6.3.1 一維數(shù)組表示法         167

6.3.2 鏈表表示法         170

6.4  二叉樹遍歷   172

6.4.1 中序遍歷    173

6.4.2 后序遍歷    173

6.4.3 前序遍歷    173

6.4.4 二叉樹節(jié)點的插入與刪除         178

6.4.5 二叉運算樹         184

6.5  線索二叉樹   189

6.6  樹的二叉樹表示法        195

6.6.1 樹轉(zhuǎn)化為二叉樹         195

6.6.2 二叉樹轉(zhuǎn)換成樹         196

6.6.3 森林轉(zhuǎn)換為二叉樹    197

6.6.4 二叉樹轉(zhuǎn)換成森林    198

6.6.5 樹與森林的遍歷         199

6.6.6 確定唯一二叉樹         201

6.7  優(yōu)化二叉查找樹   202

6.7.1 擴充二叉樹         202

6.7.2 霍夫曼樹    204

6.7.3 平衡樹         205

6.8 B樹         210

【課后習題】         212

第7章  圖形結構          216

7.1  圖形簡介        217

7.1.1 歐拉環(huán)與歐拉鏈         217

7.1.2 圖形的定義         218

7.1.3 無向圖         218

7.1.4 有向圖         219

7.2  圖的數(shù)據(jù)表示法   220

7.2.1 鄰接矩陣法         220

7.2.2 鄰接表法    224

7.2.3 鄰接復合鏈表法         226

7.2.4 索引表格法         228

7.3  圖的遍歷        230

7.3.1 深度優(yōu)先遍歷法         230

7.3.2 廣度優(yōu)先遍歷法         233

7.4  生成樹   237

7.4.1 DFS生成樹和BFS生成樹  238

7.4.2 最小生成樹         239

7.4.3 Kruskal算法        239

7.5  圖的最短路徑        244

7.5.1 單點對全部頂點         244

7.5.2 兩兩頂點間的最短路徑    248

7.6 AOV網(wǎng)絡與拓撲排序   251

7.7 AOE網(wǎng)絡        253

【課后習題】         255

第8章  排序          259

8.1  排序簡介        260

8.1.1 排序的分類         261

8.1.2 排序算法的分析         261

8.2  內(nèi)部排序法   262

8.2.1 冒泡排序法         262

8.2.2 選擇排序法         266

8.2.3 插入排序法         268

8.2.4 希爾排序法         270

8.2.5 合并排序法         272

8.2.6 快速排序法         275

8.2.7 堆積排序法         278

8.2.8 基數(shù)排序法         283

【課后習題】         286

第9章  查找          289

9.1  常見的查找方法   290

9.1.1 順序查找法         290

9.1.2 二分查找法         292

9.1.3 插值查找法         294

9.1.4 斐波拉契查找法         296

9.2  哈希查找法   300

9.3  常見的哈希函數(shù)   302

9.3.1 除留余數(shù)法         302

9.3.2 平方取中法         303

9.3.3 折疊法         303

9.3.4 數(shù)字分析法         304

9.4  碰撞與溢出問題的處理        305

9.4.1 線性探測法         305

9.4.2 平方探測法         307

9.4.3 再哈希法    307

9.4.4 鏈表法         307

【課后習題】         313

附錄A  Python語言快速入門      315

A.1  輕松學Python程序       316

A.2  基本數(shù)據(jù)處理        317

A.2.1 數(shù)值數(shù)據(jù)類型    317

A.2.2 布爾數(shù)據(jù)類型    317

A.2.3 字符串數(shù)據(jù)類型         318

A.3  輸入input和輸出print         318

A.3.1 輸出print   318

A.3.2 輸出轉(zhuǎn)義字符    319

A.3.3 輸入input   319

A.4  運算符與表達式   321

A.4.1 算術運算符         321

A.4.2 復合賦值運算符         321

A.4.3 關系運算符         321

A.4.4 邏輯運算符         322

A.4.5 位運算符    322

A.5  流程控制        323

A.5.1 if語句 323

A.5.2 for循環(huán)       324

A.5.3 while循環(huán)  325

A.6  其他常用的類型   327

A.6.1 string字符串      327

A.6.2 list列表       329

A.6.3 tuple 元組和dict字典      331

A.7  函數(shù)        332

A.7.1 自定義無參數(shù)函數(shù)    332

A.7.2 有參數(shù)行的函數(shù)         333

A.7.3 函數(shù)返回值         333

A.7.4 參數(shù)傳遞    333

附錄B  數(shù)據(jù)結構使用Python程序調(diào)試實錄     336

附錄C  課后習題與答案      352