基本信息
内容简介
目录
序
前言
教学建议
第一部分概论部分
第1章数据结构3
11什么是数据3
12什么是数据结构3
121数据的逻辑结构3
122数据的存储结构6
123数据的运算8
13什么是数据类型9
14什么是抽象数据类型9
15知识点小结10
习题10
第2章算法11
21什么是算法11
22算法的描述11
23算法的性能分析12
231时间复杂度13
232渐近符号13
前言
教学建议
第一部分概论部分
第1章数据结构3
11什么是数据3
12什么是数据结构3
121数据的逻辑结构3
122数据的存储结构6
123数据的运算8
13什么是数据类型9
14什么是抽象数据类型9
15知识点小结10
习题10
第2章算法11
21什么是算法11
22算法的描述11
23算法的性能分析12
231时间复杂度13
232渐近符号13
前言
计算机在社会各领域的应用已经无处不在。计算机需要加工处理的数据越来越复杂、规模也越来越大，对数据组织和处理的效率提出了更高的要求。在计算机科学中，数据结构是一种在计算机中组织、存储数据，以便高效利用这些数据的有效方式，它是许多高效算法的基本要素，几乎所有的程序或软件系统都要用到数据结构。“数据结构”作为一门独立的课程在国外是从1968年才开始设立的。1968年，美国唐·欧·克努特教授开创了数据结构的最初体系，他所著的《计算机程序设计技巧：第1卷基本算法》是第一本较系统地阐述数据的逻辑结构和存储结构及其操作的著作。数据结构课程是计算机科学的基础核心课程，它对于外围课程的知识与经验具有迁移性、衍生性，并对学生自学知识和获取实践经验具有基础性、发展性。该课程教学的突出难点是知识的抽象性和动态性，学习过程也是复杂程序设计的训练过程，理论性和实践性均较强，被认为是比较难学的课程。对学生来说，学习这门课程的主要难度体现在，不知道如何根据实际问题选择合适的数据结构（包括两个层次，如何选择合适的数据逻辑结构构建问题模型和如何选择合适的数据存储结构实现求解问题模型的算法）和如何应用选择的数据结构进行问题的求解（当然，这个问题还需要“算法设计与分析”这门课程来进一步解决）。
基于上述考虑，本书充分运用实例法深入浅出、形象地讲解各种数据结构，针对一个讲解实例给出了不同的求解方案，让读者能够了解如何选择合适数据结构求解问题，并切身体会采用同一种数据结构的不同存储结构实现同一个算法在执行效率和编程难度上的差异，从而激发学生的学习兴趣和热情。而且，以问题驱动的方式引导学生进行逐步深入思考，有利于帮助学生建立计算思维，使得他们不仅知其然，而且知其所以然。
本书分为四个部分共12章。第一部分包括第1章和第2章，主要介绍数据结构的概念、算法的概念、数据结构和算法之间的密切关联以及简单的算法分析。第二部分包括第3～7章，这一部分以“线性表”为主线分别详细讨论了六种常见的线性结构。第三部分介绍了非线性结构中树（第8章）、二叉树（第9章）和图（第10章）的基本概念、存储结构、一些基本操作的实现以及它们的经典应用。第四部分介绍了查找（第11章）和排序（第12章）的各种常用算法，同时展现了各种数据结构的完美应用。
本书在内容组织上力求丰富充实、科学合理，符合学生的认知规律，力求将每种数据结构分析透彻。在语言描述上力求深入浅出、简单明了。为了帮助学生理解和掌握各种数据结构，书中列举了大量的思考题、例题和习题。本书主要采用面向过程的C语言作为数据结构和算法的描述手段，在保持C语言优点的同时尽量使算法描述简单清晰。
与本书配套的资料有书中程序的源代码、习题参考答案以及电子课件等，教师可登录华章网站下载。
本书第1～10章主要由湖北工业大学沈华博士编写，第11～12章主要由湖南工业大学文志诚博士编写，湖北工业大学杨晓艳博士对书中代码进行了校验，全书由湖北工业大学张明武教授修改定稿。
在本书的编写中，负责本书编辑出版工作的机械工业出版社华章公司策划编辑、教材部副主任朱劼老师和佘洁编辑付出了大量辛勤的劳动。武汉大学何炎祥教授在百忙之中认真审阅了全书，提出了许多宝贵和中肯的意见。在此，谨向每一位关心和支持本书编写工作的各位朋友、老师表示衷心的谢意！
由于作者的知识和写作水平有限，书中难免有错误和不足之处，恳请各位专家、读者批评指正。作者E-mail：nancy78733@126.com。
沈华
2015年4月于武汉南湖
基于上述考虑，本书充分运用实例法深入浅出、形象地讲解各种数据结构，针对一个讲解实例给出了不同的求解方案，让读者能够了解如何选择合适数据结构求解问题，并切身体会采用同一种数据结构的不同存储结构实现同一个算法在执行效率和编程难度上的差异，从而激发学生的学习兴趣和热情。而且，以问题驱动的方式引导学生进行逐步深入思考，有利于帮助学生建立计算思维，使得他们不仅知其然，而且知其所以然。
本书分为四个部分共12章。第一部分包括第1章和第2章，主要介绍数据结构的概念、算法的概念、数据结构和算法之间的密切关联以及简单的算法分析。第二部分包括第3～7章，这一部分以“线性表”为主线分别详细讨论了六种常见的线性结构。第三部分介绍了非线性结构中树（第8章）、二叉树（第9章）和图（第10章）的基本概念、存储结构、一些基本操作的实现以及它们的经典应用。第四部分介绍了查找（第11章）和排序（第12章）的各种常用算法，同时展现了各种数据结构的完美应用。
本书在内容组织上力求丰富充实、科学合理，符合学生的认知规律，力求将每种数据结构分析透彻。在语言描述上力求深入浅出、简单明了。为了帮助学生理解和掌握各种数据结构，书中列举了大量的思考题、例题和习题。本书主要采用面向过程的C语言作为数据结构和算法的描述手段，在保持C语言优点的同时尽量使算法描述简单清晰。
与本书配套的资料有书中程序的源代码、习题参考答案以及电子课件等，教师可登录华章网站下载。
本书第1～10章主要由湖北工业大学沈华博士编写，第11～12章主要由湖南工业大学文志诚博士编写，湖北工业大学杨晓艳博士对书中代码进行了校验，全书由湖北工业大学张明武教授修改定稿。
在本书的编写中，负责本书编辑出版工作的机械工业出版社华章公司策划编辑、教材部副主任朱劼老师和佘洁编辑付出了大量辛勤的劳动。武汉大学何炎祥教授在百忙之中认真审阅了全书，提出了许多宝贵和中肯的意见。在此，谨向每一位关心和支持本书编写工作的各位朋友、老师表示衷心的谢意！
由于作者的知识和写作水平有限，书中难免有错误和不足之处，恳请各位专家、读者批评指正。作者E-mail：nancy78733@126.com。
沈华
2015年4月于武汉南湖
序言
在计算机科学中，数据结构是一种在计算机中组织和存储数据，以便高效利用这些数据的有效方式。几乎所有的程序或软件系统都用到了数据结构。数据结构是许多高效算法的基本要素，同时它也使得管理大规模数据成为可能。数据结构课程是计算机科学的一门非常重要的专业基础课，也是IT类各专业的核心基础课。
数据结构中的数据和结构是两个紧密联系而又相互关联的概念，数据是数据结构的主要组成部分，它不涉及数据之间的关系；结构才涉及而且只涉及数据之间的关系。从中文构词上来看，数据结构更强调的是结构，即数据之间的关联方式。我们需要将适用于计算机的问题求解策略用计算机能理解的形式输入计算机中，告诉计算机如何一步一步地处理数据并最终得到问题的解，这就是算法。因此，从抽象层面上讲，数据结构是为算法服务的。不同的应用需求需要不同的算法，不同的算法需要不同的数据结构来支持。从实现层面上讲，数据结构是为算法实现服务的。
本书作者具有多年的教学和科研经验，对各种数据结构及应用算法有深入的了解。本书对什么是数据结构、什么是算法、算法和数据结构之间的关系进行了生动的阐述，并对各种线性数据结构、非线性数据结构、查找算法和排序算法等做了详尽的描述和分析。本书基本概念清晰，重点和难点问题讨论深入，而且循序渐进，为读者深入理解和应用数据结构给出了启示。本书既注重对数据结构经典内容的论述，又强调数据结构的应用，对相关内容进行了启发式讨论，是一本值得阅读和选用的教科书。
何炎祥
武汉大学计算机学院
2010年8月18日于武汉珞珈山
数据结构中的数据和结构是两个紧密联系而又相互关联的概念，数据是数据结构的主要组成部分，它不涉及数据之间的关系；结构才涉及而且只涉及数据之间的关系。从中文构词上来看，数据结构更强调的是结构，即数据之间的关联方式。我们需要将适用于计算机的问题求解策略用计算机能理解的形式输入计算机中，告诉计算机如何一步一步地处理数据并最终得到问题的解，这就是算法。因此，从抽象层面上讲，数据结构是为算法服务的。不同的应用需求需要不同的算法，不同的算法需要不同的数据结构来支持。从实现层面上讲，数据结构是为算法实现服务的。
本书作者具有多年的教学和科研经验，对各种数据结构及应用算法有深入的了解。本书对什么是数据结构、什么是算法、算法和数据结构之间的关系进行了生动的阐述，并对各种线性数据结构、非线性数据结构、查找算法和排序算法等做了详尽的描述和分析。本书基本概念清晰，重点和难点问题讨论深入，而且循序渐进，为读者深入理解和应用数据结构给出了启示。本书既注重对数据结构经典内容的论述，又强调数据结构的应用，对相关内容进行了启发式讨论，是一本值得阅读和选用的教科书。
何炎祥
武汉大学计算机学院
2010年8月18日于武汉珞珈山
