數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)知識點全面總結(jié)_第1頁
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文檔簡介

1、第1章 緒論內(nèi)容提要: 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)研究的內(nèi)容。針對非數(shù)值計算的程序設(shè)計問題,研究計算機的 操作對象 以及它們之間的 關(guān)系和操作 。 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)涵蓋的內(nèi)容: 基本概念:數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)元素、數(shù)據(jù)對象、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)類型、抽象數(shù)據(jù)類型。 數(shù)據(jù) 所有能被計算機識別、存儲和處理的符號的集合。數(shù)據(jù)元素 是數(shù)據(jù)的基本單位,具有完整確定的實際意義。數(shù)據(jù)對象 具有相同性質(zhì)的數(shù)據(jù)元素的集合,是數(shù)據(jù)的一個子集。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 是相互之間存在一種或多種特定關(guān)系的數(shù)據(jù)元素的集合,表示為:Data_Structure= ( D, R)數(shù)據(jù)類型 是一個值的集合和定義在該值上的一組操作的總稱。抽象數(shù)據(jù)類型 由用戶定義的一個數(shù)學(xué)模型與定義在

2、該模型上的一組操作, 它由基本的數(shù)據(jù)類型構(gòu)成。 算法的定義及五個特征。算法 是對特定問題求解步驟的一種描述, 它是指令的有限序列, 是一系列輸入轉(zhuǎn)換為輸 出的計算步驟。算法的基本特性 :輸入、輸出、有窮性、確定性、可行性 算法設(shè)計要求。 正確性、可讀性、健壯性、效率與低存儲量需求 算法分析。 時間復(fù)雜度、空間復(fù)雜度、穩(wěn)定性 學(xué)習(xí)重點: 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的“三要素” :邏輯結(jié)構(gòu) 、物理(存儲)結(jié)構(gòu) 及在 這種結(jié)構(gòu)上所定義的操作(運 算) 。 用計算語句頻度來估算算法的時間復(fù)雜度。第二章 線性表內(nèi)容提要: 線性表的邏輯結(jié)構(gòu)定義,對線性表定義的操作。線性表的定義:用數(shù)據(jù)元素的有限序列表示 線性表的存儲結(jié)構(gòu):

3、順序存儲結(jié)構(gòu)和鏈?zhǔn)酱鎯Y(jié)構(gòu)。不一順序存儲定義:把邏輯上 相鄰 的數(shù)據(jù)元素存儲在物理上 相鄰 的存儲單元中的存儲結(jié)構(gòu)。 鏈?zhǔn)酱鎯Y(jié)構(gòu) : 其結(jié)點在存儲器中的位置是隨意的, 即邏輯上 相鄰 的數(shù)據(jù)元素在物理上 定相鄰。通過 指針 來實現(xiàn)! 線性表的操作在兩種存儲結(jié)構(gòu)中的實現(xiàn)。 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本運算: 修改、插入、刪除、查找、排序1) 修改通過數(shù)組的下標(biāo)便可訪問某個特定元素并修改之。 核心語句 : Vi=x;順序表修改操作的時間效率是 O(1)2) 插入在線性表的第 i 個位置前插入一個元素 實現(xiàn)步驟: 將第 n 至第 i 位的元素向后移動一個位置; 將要插入的元素寫到第 i 個位置;表長加 1。注意

4、:事先應(yīng)判斷 : 插入位置 i 是否合法表是否已滿 應(yīng)當(dāng)符合條件: 1in+1 或 i=1, n+1 核心語句:for (j=n; j=i; j-) aj+1=a j ;a i =x;n+;插入時的平均移動次數(shù)為: n(n+1)/ 2( n+1) n/2 O(n)3) 刪除刪除線性表的第 i 個位置上的元素 實現(xiàn)步驟:將第 i+1 至第 n 位的元素向前移動一個位置; 表長減 1。 注意:事先需要判斷,刪除位置 i 是否合法 應(yīng)當(dāng)符合條件: 1in 或 i=1, n核心語句:for ( j=i+1; j=n; j+ )aj-1=aj;n-;順序表刪除一元素的時間效率為 :T( n)=(n-1)

5、/ 2 O(n)順序表插入、刪除算法的平均空間復(fù)雜度為 O(1)單鏈表:1)a,b, c, z) ,請寫出 C語言程序。用單鏈表結(jié)構(gòu)來存放 26 個英文字母組成的線性表( #include #include typedef struct nodechar data; struct node *next; node;node*p,*q,*head;d1, c2.d2 ,則行優(yōu)先存儲時的地址公式為:二維數(shù)組列優(yōu)先存儲的通式為: 稀疏矩陣(含特殊矩陣)的存儲及運算。稀疏矩陣:矩陣中非零元素的個數(shù)較少(一般小于5%)學(xué)習(xí)重點: 線性表的邏輯結(jié)構(gòu),指線性表的數(shù)據(jù)元素間存在著 線性關(guān)系 。在順序存儲結(jié)構(gòu)中

6、,元素 存儲的 先后位置 反映出這種線性關(guān)系,而在鏈?zhǔn)酱鎯Y(jié)構(gòu)中,是靠 指針 來反映這種關(guān)系的。 順序存儲結(jié)構(gòu)用一維數(shù)組表示,給定下標(biāo),可以存取相應(yīng)元素,屬于 隨機存取 的存儲結(jié) 構(gòu)。 鏈表操作中應(yīng)注意不要使鏈意外“斷開” 。因此,若在某結(jié)點前插入一個元素,或刪除 某元素,必須知道該元素的 前驅(qū)結(jié)點的指針 。 掌握通過畫出結(jié)點圖來進(jìn)行鏈表(單鏈表、循環(huán)鏈表等)的 生成、插入、刪除、遍歷 等 操作。 數(shù)組(主要是二維)在以 行序 / 列序 為主的存儲中的地址計算方法。 稀疏矩陣的三元組表存儲結(jié)構(gòu)。 稀疏矩陣的十字鏈表存儲方法。 補充重點:1. 每個存儲結(jié)點都包含兩部分: 數(shù)據(jù)域和指針域 ( 鏈域

7、 )2. 在單鏈表中,除了首元結(jié)點外, 任一結(jié)點的存儲位置由 其直接前驅(qū)結(jié)點的鏈域的值 指示。3. 在鏈表中設(shè)置頭結(jié)點有什么好處頭結(jié)點即在鏈表的首元結(jié)點之前附設(shè)的一個結(jié)點,該結(jié)點的 數(shù)據(jù)域可以為空,也可存 放表長度 等附加信息, 其作用是為了對鏈表進(jìn)行操作時, 可以對 空表、 非空表 的情況以及對 首元結(jié)點 進(jìn)行統(tǒng)一處理,編程更方便。4. 如何表示空表 (1)無頭結(jié)點時,當(dāng)頭指針的值為空時表示空表; (2)有頭結(jié)點時,當(dāng)頭結(jié)點的指針域為空時表示空表。5. 鏈表的數(shù)據(jù)元素有兩個域,不再是簡單數(shù)據(jù)類型,編程時該如何表示 因每個結(jié)點至少有兩個分量,且數(shù)據(jù)類型通常不一致,所以要采用結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)類型。(x)

8、 計算變量 x 的長度(字節(jié)數(shù)) ;malloc(m) 開辟 m 字節(jié)長度的地址空間,并返回這段空間的首地址; free(p) 釋放指針 p 所指變量的存儲空間,即徹底刪除一個變量。7. 鏈表的運算效率分析:(1)查找 因線性鏈表只能順序存取,即在查找時要從頭指針找起,查找的時間復(fù)雜度為O(n)。(2) 插入和刪除 因線性鏈表不需要移動元素,只要修改指針,一般情況下時間復(fù)雜度為O(1)。但是,如果要在單鏈表中進(jìn)行前插或刪除操作,因為要從頭查找前驅(qū)結(jié)點,所耗時間復(fù)雜 度將是 O(n)。例:在 n 個結(jié)點的單鏈表中要刪除已知結(jié)點 *P ,需找到它的 前驅(qū)結(jié)點的地址 ,其時間復(fù)雜 度為 O( n)8

9、. 順序存儲和鏈?zhǔn)酱鎯Φ膮^(qū)別和優(yōu)缺點 順序存儲時,邏輯上相鄰的數(shù)據(jù)元素,其物理存放地址也相鄰。 順序存儲的優(yōu)點是存 儲密度大,存儲空間利用率高;缺點是插入或刪除元素時不方便。鏈?zhǔn)酱鎯r, 相鄰數(shù)據(jù)元素可隨意存放, 但所占存儲空間分兩部分, 一部分存放結(jié)點值, 另一部分存放表示結(jié)點間關(guān)系的指針。 鏈?zhǔn)酱鎯Φ膬?yōu)點是插入或刪除元素時很方便,使用 靈活。缺點是存儲密度小,存儲空間利用率低。 順序表適宜于做查找這樣的靜態(tài)操作; 鏈表宜于做插入、刪除這樣的動態(tài)操作。 若線性表的長度變化不大,且其主要操作是查找,則采用順序表; 若線性表的長度變化較大,且其主要操作是插入、刪除操作,則采用鏈表。9. 判斷:“

10、數(shù)組的處理比其它復(fù)雜的結(jié)構(gòu)要簡單” ,對嗎 答:對的。因為 數(shù)組中各元素具有 統(tǒng)一的類型; 數(shù)組元素的下標(biāo)一般具有 固定的上界和下界 ,即數(shù)組一旦被定義,它的維數(shù)和維界就不 再改變。 數(shù)組的 基本操作比較簡 單,除了結(jié)構(gòu)的初始化和銷毀之外, 只有存取元素和修改元素值的 操作。10. 三元素組表中的每個結(jié)點對應(yīng)于稀疏矩陣的一個非零元素,它包含有三個數(shù)據(jù)項,分別表示該元素的 行下標(biāo) 、 列下標(biāo) 和 元素值 。11. 寫出右圖所示稀疏矩陣的壓縮存儲形式。法 2:用十字鏈表表示用途:方便稀疏矩陣的加減運算方法:每個非 0 元素占用 5 個域法 1:用線性表表示:( 1,2,12) ,(1,3,9),

11、(3,1,-3), (3,5,14),(4,3,24) , (5,2,18) , (6,1,15), (6,4,-7)解:介紹 3 種存儲形式。法 3:用三元組矩陣表示:稀疏矩陣壓縮存儲的缺點:將失去隨機存取功能 代碼:a, b,c, z),寫出在順序結(jié)構(gòu)上生成1. 用數(shù)組 V來存放 26 個英文字母組成的線性表( 和顯示該表的 C 語言程序。char V30;void build()base=(QElemType *)malloc(sizeof(QElemType )QUEUE_MAXSIZE;base=(QElemType *)malloc(sizeof(QElemType)* QUEUE

12、_MAXSIZE); rear + 1 ) % QUEUE_MAXSIZE; = e; 什么要設(shè)計隊列它有什么獨特用途 離散事件的模擬(模擬事件發(fā)生的先后順序,例如 CPU 芯片中的指令譯碼隊列) 操作系統(tǒng)中的作業(yè)調(diào)度(一個 CPU 執(zhí)行多個作業(yè)) ; 簡化程序設(shè)計。3. 什么叫“假溢出” 如何解決 答:在順序隊中,當(dāng)尾指針已經(jīng)到了數(shù)組的上界, 不能再有入隊操作, 但其實數(shù)組中還有空 位置,這就叫“假溢出” 。解決假溢出的途徑采用循環(huán)隊列。4. 在一個循環(huán)隊列中, 若約定隊首指針指向隊首元素的前一個位置。那么, 從循環(huán)隊列中刪除一個元素時,其操作是先 移動隊首位置 ,后 取出元素 。5. 線性

13、表、棧、隊的異同點:相同點:邏輯結(jié)構(gòu)相同, 都是線性的;都可以用順序存儲或鏈表存儲; 棧和隊列是兩種特殊 的線性表,即受限的線性表(只是對插入、刪除運算加以限制) 。不同點: 運算規(guī)則不同: 線性表為隨機存?。?而棧是只允許在一端進(jìn)行插入和刪除運算,因而是后進(jìn)先出表LIFO;隊列是只允許在一端進(jìn)行插入、另一端進(jìn)行刪除運算,因而是先進(jìn)先出表FIFO。 用途不同,線性表比較通用;堆棧用于函數(shù)調(diào)用、遞歸和簡化設(shè)計等;隊列用于離散事 件模擬、 OS作業(yè)調(diào)度和簡化設(shè)計等。第四章 串 內(nèi)容提要: 串是數(shù)據(jù)元素為字符的線性表,串的定義及操作。 串即字符串,是由零個或多個字符組成的有限序列,是數(shù)據(jù)元素為單個字

14、符的特殊線性表。 串比較: int strcmp(char *s1,char *s2);求串長: int strlen(char *s);串連接: char strcat(char *to,char *from)子串 T 定位: char strchr(char *s,char *c); 串的存儲結(jié)構(gòu),因串是數(shù)據(jù)元素為字符的線性表,所以存在“結(jié)點大小”的問題。 模式匹配算法。串有三種機內(nèi)表示方法:模式匹配算法: 算法目的:確定主串中所含子串第一次出現(xiàn)的位置(定位) 定位問題稱為串的模式匹配,典型函數(shù)為 Index(S,T,pos)BF算法的實現(xiàn)即編寫 Index(S, T, pos)函數(shù)BF算

15、法設(shè)計思想:將主串 S的第 pos個字符和模式 T的第 1 個字符比較, 若相等,繼續(xù)逐個比較后續(xù)字符;若不等,從主串 S 的下一字符( pos+1)起,重新與 T 第一個字符比較。 直到主串 S的一個連續(xù)子串字符序列與模式T 相等。返回值為 S中與 T匹配的子序列第一個字符的序號,即匹配成功。否則,匹配失敗,返回值 0。Int Index_BP(SString S, SString T, int pos) 串和空白串有無區(qū)別 答:有區(qū)別??沾?(Null String)是指長度為零的串;而空白串 (Blank String),是指包含一個或多個空白字符 (空格鍵 )的字符串 .2. “空串是

16、任意串的子串;任意串S 都是 S本身的子串,除 S本身外, S 的其他子串稱為 S的真子串?!钡诹?樹和二叉樹內(nèi)容提要: 樹是復(fù)雜的非線性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),樹,二叉樹的遞歸定義,基本概念,術(shù)語。樹:由一個或多個 (n 0)結(jié)點組成的有限集合 T,有且僅有一個結(jié)點稱為根( root ),當(dāng) n1 時,其余的結(jié)點分為 m(m 0)個互不相交的有限集合 T1,T2, Tm。每個集合本身又是棵 樹,被稱作這個根的子樹 。二叉樹:是 n( n 0)個結(jié)點的有限集合,由一個根結(jié)點以及兩棵互不相交的、分別稱為左 子樹和右子樹的二叉樹組成。術(shù)語: P88 二叉樹的性質(zhì),存儲結(jié)構(gòu)。性質(zhì) 1: 在二叉樹的第 i 層上至

17、多有 2i-1 個結(jié)點( i0)。性質(zhì) 2: 深度為 k 的二叉樹至多有 2k-1 個結(jié)點( k0)。性質(zhì) 3: 對于任何一棵二叉樹,若 2 度的結(jié)點數(shù)有 n2 個,則葉子數(shù)( n0)必定為 n2 1 性質(zhì) 4: 具有 n 個結(jié)點的完全二叉樹的深度必為性質(zhì) 5: 對完全二叉樹,若從上至下、從左至右編號,則編號為 i 的結(jié)點,其左孩子編號必 為 2i,其右孩子編號為 2i1;其雙親的編號必為 i/2( i1 時為根 ,除外)。 二叉樹的存儲結(jié)構(gòu): 一、順序存儲結(jié)構(gòu) 按二叉樹的結(jié)點“自上而下、從左至右”編號,用一組連續(xù)的存儲單元存儲。若是完全 / 滿二叉樹則可以做到唯一復(fù)原。 不是完全二叉樹:一律

18、轉(zhuǎn)為完全二叉樹! 方法很簡單,將各層空缺處統(tǒng)統(tǒng)補上“虛結(jié)點” ,其內(nèi)容為空。 缺點:浪費空間;插入、刪除不便二、鏈?zhǔn)酱鎯Y(jié)構(gòu) 用二叉鏈表即可方便表示。一般從根結(jié)點開始存儲。優(yōu)點:不浪費空間;插入、刪除方便 二叉樹的遍歷。 指按照某種次序訪問二叉樹的所有結(jié)點,并且每個結(jié)點僅訪問一次,得到一個線性序列。 遍歷規(guī)則二叉樹由根、左子樹、右子樹構(gòu)成,定義為D、 L、 R若限定先左后右,則有三種實現(xiàn)方案:DLRLDRLRD先序遍歷中序遍歷后序遍歷 樹的存儲結(jié)構(gòu),樹、森林的遍歷及和二叉樹的相互轉(zhuǎn)換?;仡?2:二叉樹怎樣還原為樹 要點:逆操作,把所有右孩子變?yōu)樾值埽?討論 1 :森林如何轉(zhuǎn)為二叉樹 法一: 各

19、森林先各自轉(zhuǎn)為二叉樹; 依次連到前一個二叉樹的右子樹上。法二:森林直接變兄弟,再轉(zhuǎn)為二叉樹討論 2:二叉樹如何還原為森林 要點:把最右邊的子樹變?yōu)樯?,其余右子樹變?yōu)樾值?樹和森林的存儲方式: 樹有三種常用存儲方式: 雙親表示法 孩子表示法 孩子兄弟表示法 問:樹二叉樹的“連線抹線旋轉(zhuǎn)” 如何由計算機自動實現(xiàn) 答:用“左孩子右兄弟”表示法來存儲即可。 存儲的過程就是樹轉(zhuǎn)換為二叉樹的過程!樹、森林的遍歷: 先根遍歷:訪問根結(jié)點;依次先根遍歷根結(jié)點的每棵子樹。 后根遍歷:依次后根遍歷根結(jié)點的每棵子樹;訪問根結(jié)點。 討論:樹若采用“先轉(zhuǎn)換,后遍歷”方式,結(jié)果是否一樣1. 樹的先根遍歷與二叉樹的先序遍

20、歷相同;2. 樹的后根遍歷相當(dāng)于二叉樹的中序遍歷;3. 樹沒有中序遍歷,因為子樹無左右之分。 先序遍歷若森林為空,返回; 訪問森林中第一棵樹的根結(jié)點; 先根遍歷第一棵樹的根結(jié)點的子樹森林; 先根遍歷除去第一棵樹之后剩余的樹構(gòu)成的森林。 中序遍歷 若森林為空,返回; 中根遍歷森林中第一棵樹的根結(jié)點的子樹森林; 訪問第一棵樹的根結(jié)點; 中根遍歷除去第一棵樹之后剩余的樹構(gòu)成的森林。 二叉樹的應(yīng)用:哈夫曼樹和哈夫曼編碼。Huffman 樹:最優(yōu)二叉樹(帶權(quán)路徑長度最短的樹)Huffman 編碼:不等長編碼。樹的帶權(quán)路徑長度: (樹中所有葉子結(jié)點的帶權(quán)路徑長度之和)構(gòu)造 Huffman 樹的基本思想:權(quán)

21、值大的結(jié)點用短路徑,權(quán)值小的結(jié)點用長路徑。 構(gòu)造 Huffman 樹的步驟(即 Huffman 算法):(1)由給定的 n 個權(quán)值 w1, w2, , wn 構(gòu)成 n棵二叉樹的集合 F = T1, T2, , Tn (即森 林) ,其中每棵二叉樹 Ti 中只有一個帶權(quán)為 wi 的根結(jié)點,其左右子樹均空。(2) 在 F 中選取兩棵根結(jié)點權(quán)值最小的樹 做為左右子樹構(gòu)造一棵新的二叉樹,且讓新二叉 樹根結(jié)點的權(quán)值等于其左右子樹的根結(jié)點權(quán)值之和。(3) 在 F 中刪去這兩棵樹,同時將新得到的二叉樹加入F 中。(4) 重復(fù)(2) 和(3) , 直到 F 只含一棵樹為止。這棵樹便是 Huffman 樹。 具

22、體操作步驟:學(xué)習(xí)重點:(本章內(nèi)容是本課程的重點) 二叉樹性質(zhì)及證明方法,并能把這種方法推廣到K 叉樹。 二叉樹遍歷,遍歷是基礎(chǔ),由此導(dǎo)出許多實用的算法,如求二叉樹的高度、各結(jié)點的層 次數(shù)、度為 0、1、 2 的結(jié)點數(shù)。由前序和 由二叉樹遍歷的前序和中序序列或后序和中序序列可以唯一構(gòu)造一棵二叉樹。 后序序列不能唯一確定一棵二叉樹。 完全二叉樹的性質(zhì)。 樹、森林和二叉樹間的相互轉(zhuǎn)換。 哈夫曼樹的定義、構(gòu)造及求哈夫曼編碼。補充:1. 滿二叉樹和完全二叉樹有什么區(qū)別k-1 層是滿的,但最底層卻允許答:滿二叉樹是葉子一個也不少的樹,而完全二叉樹雖然前 在右邊缺少連續(xù)若干個結(jié)點。滿二叉樹是完全二叉樹的一個

23、特例。2. Huffman 樹有什么用最小冗余編碼、信息高效傳輸?shù)谄哒?圖內(nèi)容提要: 圖的定義,概念、術(shù)語及基本操作。 圖:記為 G( V, E ) 其中: V 是 G 的頂點集合,是有窮非空集;E 是G 的邊集合,是有窮集。 術(shù)語:見課件 圖的存儲結(jié)構(gòu)。1. 鄰接矩陣 (數(shù)組 )表示法 建立一個頂點表和一個鄰接矩陣 設(shè)圖 A = (V, E) 有 n 個頂點,則圖的鄰接矩陣是一個二維數(shù)組 nn 。 注:在有向圖的鄰接矩陣中,第 i 行含義:以結(jié)點 vi 為尾的弧 (即出度邊);第 i 列含義:以結(jié)點 vi 為頭的弧 (即入度邊)。 鄰接矩陣法優(yōu)點:容易實現(xiàn)圖的操作,如:求某頂點的度、判斷頂點

24、之間是否有邊(?。?找頂點的鄰接點等等。鄰接矩陣法缺點: n 個頂點需要 n*n 個單元存儲邊 (?。?空間效率為 O(n2)。2. 鄰接表 (鏈?zhǔn)?)表示法 對每個頂點 vi 建立一個單鏈表,把與 vi 有關(guān)聯(lián)的邊的信息(即度或出度邊)鏈接起來, 表中每個結(jié)點都設(shè)為 3 個域 : 每個單鏈表還應(yīng)當(dāng)附設(shè)一個頭結(jié)點(設(shè)為2 個域),存 vi 信息; 每個單鏈表的頭結(jié)點另外用順序存儲結(jié)構(gòu)存儲。 鄰接表的優(yōu)點:空間效率高;容易尋找頂點的鄰接點; 鄰接表的缺點: 判斷兩頂點間是否有邊或弧, 需搜索兩結(jié)點對應(yīng)的單鏈表, 沒有鄰接矩陣方 便。 圖的遍歷。 遍歷定義:從已給的連通圖中某一頂點出發(fā),沿著一些邊

25、,訪遍圖中所有的頂點,且 使每個頂點僅被訪問一次,就叫做圖的遍歷,它是圖的基本運算。 圖常用的遍歷:一、深度優(yōu)先搜索;二、廣度優(yōu)先搜索 深度優(yōu)先搜索(遍歷)步驟: 訪問起始點 v; 若 v 的第 1 個鄰接點沒訪問過,深度遍歷此鄰接點; 若當(dāng)前鄰接點已訪問過,再找 v 的第 2 個鄰接點重新遍歷。 基本思想:仿樹的先序遍歷過程。廣度優(yōu)先搜索(遍歷)步驟: 在訪問了起始點 v 之后,依次訪問 v 的鄰接點; 然后再依次(順序)訪問這些點(下一層)中未被訪問過的鄰接點; 直到所有頂點都被訪問過為止。 圖的應(yīng)用(最小生成樹,最短路經(jīng))最小生成樹( MST)的性質(zhì)如下:若 U 集是 V 的一個非空子集

26、,若 (u0, v0)是一條最小權(quán) 值的邊,其中 u0U, v0V-U;則: (u0, v0)必在最小生成樹上。求 MST 最常用的是以下兩種: Kruskal(克魯斯卡爾)算法、 Prim (普里姆)算法Kruskal 算法特點:將邊歸并,適于求稀疏網(wǎng)的最小生成樹。Prime 算法特點 : 將頂點歸并,與邊數(shù)無關(guān),適于稠密網(wǎng)。在帶權(quán)有向圖中 A 點(源點)到達(dá) B 點(終點)的多條路徑中,尋找一條各邊權(quán)值之和最 小的路徑,即最短路徑。兩種常見的最短路徑問題:一、 單源最短路徑用 Dijkstra(迪杰斯特拉)算法 二、所有頂點間的最短路徑用Floyd(弗洛伊德)算法一、單源最短路徑 (Dij

27、kstra 算法 )一頂點到其余各頂點( v0j)目的: 設(shè)一有向圖 G=(V, E),已知各邊的權(quán)值,以某指定點 v0 為源點,求從 v0到圖 的其余各點的最短路徑。限定各邊上的權(quán)值大于或等于0。二、所有頂點之間的最短路徑可以通過調(diào)用 n 次 Dijkstra 算法來完成,還有更簡單的一個算法: Floyd 算法(自學(xué)) 。學(xué)習(xí)重點: 圖是應(yīng)用最廣泛的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),本章也是這門課程的重點。 基本概念中,連通分量,生成樹,鄰接點是重點。 連通圖: 在無向圖中 , 若從頂點 v1 到頂點 v2 有路徑 , 則稱頂點 v1 與 v2 是連通的。 如果圖中任意一對頂點都是連通的 , 則稱此圖是連通圖

28、。 非連通圖的極大連通子圖叫做 連通分量。 生成樹: 是一個極小連通子圖,它含有圖中全部n 個頂點,但只有 n-1 條邊。 鄰接點: 若 (u, v) 是 E(G) 中的一條邊,則稱 u 與 v 互為鄰接頂點。 圖是復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),也有順序和鏈?zhǔn)絻煞N存儲結(jié)構(gòu):數(shù)組表示法(重點是鄰接距陣) 和鄰接表。這兩種存儲結(jié)構(gòu)對有向圖和無向圖均適用 圖的遍歷是圖的各種算法的基礎(chǔ),應(yīng)熟練掌握圖的深度、廣度優(yōu)先遍歷。應(yīng)熟練掌 連通圖的最小生成樹不是唯一的,但最小生成樹邊上的權(quán)值之和是唯一的。握 prim 和 kruscal 算法,特別是手工分步模擬生成樹的生成過程。 從單源點到其他頂點,以及各個頂點間的最短路徑

29、問題,掌握熟練手工模擬。補充:1. 問:當(dāng)有向圖中僅 1 個頂點的入度為 0,其余頂點的入度均為 1,此時是何形狀 答:是樹!而且是一棵有向樹!2. 討論:鄰接表與鄰接矩陣有什么異同之處1. 聯(lián)系:鄰接表中每個鏈表對應(yīng)于鄰接矩陣中的一行, 鏈表中結(jié)點個數(shù)等于一行中非零元素的個數(shù)。2. 區(qū)別: 對于任一確定的無向圖,鄰接矩陣是唯一的(行列號與頂點編號一致) , 但鄰接表不唯一(鏈接次序與頂點編號無關(guān)) 。3. 用途: 鄰接矩陣多用于稠密圖的存儲 而鄰接表多用于稀疏圖的存儲3. 若對連通圖進(jìn)行遍歷,得到的是生成樹 若對非連通圖進(jìn)行遍歷,得到的是生成森林。第八章 查找內(nèi)容提要: 查找表是稱為集合的數(shù)

30、據(jù)結(jié)構(gòu)。是元素間約束力最差的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu):元素間的關(guān)系是 僅共在同一個集合中。 (同一類型的數(shù)據(jù)元素構(gòu)成的集合) 查找表的操作:查找,插入,刪除。 靜態(tài)查找表:順序表,有序表等。針對靜態(tài)查找表的查找算法主要有一、順序查找(線性查找) 技巧:把待查關(guān)鍵字 int Search_Seq( SSTable ST , KeyType 0.key =key;for( i=; i .key!=key; - - i );return i;:順序查找、折半查找、分塊查找key 存入表頭或表尾(俗稱“哨兵”key ),這樣可以加快執(zhí)行速度。PL s p PR fm1 j 1ASL j 2j 1nj1n1nlog 2

31、(n 1) 1log2n找的過程是怎樣的給定一個值 K,在含有 n 個記錄的文件中進(jìn)行搜索,尋找一個關(guān)鍵字值等于K 的記錄,如找到則輸出該記錄,否則輸出查找不成功的信息。2.對查找表常用的操作有哪些查詢某個“特定的”數(shù)據(jù)元素是否在表中;查詢某個“特定的”數(shù)據(jù)元素的各種屬性;在查找表中插入一元素;從查找表中刪除一元素。3. 哪些查找方法 查找方法取決于表中數(shù)據(jù)的排列方式 ;4. 如何評估查找方法的優(yōu)劣 用比較次數(shù)的平均值來評估算法的優(yōu)劣。稱為平均查找長度ASL。ASL= Pi. Ci5. 使用折半查找算法時,要求被查文件:采用順序存貯結(jié)構(gòu)、記錄按關(guān)鍵字遞增有序6. 將線性表構(gòu)造成二叉排序樹的優(yōu)點: 查找過程與順序結(jié)構(gòu)有序表中的折半查找相似,查找效率高; 中序遍歷此二叉樹,將會得到一個關(guān)鍵字的有序序列(即實現(xiàn)了排序運算) ; 如果查找不成功,能夠方便地將被查元素插入到二叉樹的葉子結(jié)點上,而且插入或刪除 時只需修改指針而不需移動元素。第九章 內(nèi)部排序內(nèi)容提要: 排序的定義,排序可以看作是線性表的一種操作排序:將一組雜亂無章的數(shù)據(jù)按一定的規(guī)律順次

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