程序設計中實用的數(shù)據(jù)結構

定　價：￥59.00

作　者：	王建德，吳永輝著
出版社：	人民郵電出版社
叢編項：
標　簽：	計算機理論

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ISBN：	9787115268655	出版時間：	2012-01-01	包裝：	平裝
開本：	16開	頁數(shù)：	369	字數(shù)：

內容簡介

　　本書對近年來程序設計教育和競賽培訓活動中涌現(xiàn)的許多實用的數(shù)據(jù)結構設計方法進行了全面總結，通過深入的分析和生動的實例引導讀者尋找問題中各對象之間的關系，確定數(shù)學模型所使用的邏輯結構；實現(xiàn)對各個對象的操作，即確定數(shù)據(jù)所采用的存儲結構；將數(shù)據(jù)類型與定義在該類型上的運算融于一體，為面向對象的程序設計方法奠定基礎。本書既是大學計算機專業(yè)數(shù)據(jù)結構課程和算法設計課程的優(yōu)秀參考書，也是大中學生程序設計競賽不可多得的培訓教材。本書特色按照數(shù)據(jù)結構的知識體系，全書分為“線性表”、“樹型問題”和“圖型問題”三篇，介紹了幾十種存儲方式和相應的算法。介紹了許多實用的數(shù)據(jù)結構設計方法，同時引導讀者盡可能采用“揚長避短”的選擇原則和“取長補短”的結合方法，選擇有利于提升算法效率的數(shù)據(jù)結構。對每個比較難懂的概念都舉實例加以說明，對每個比較抽象的定理都有具體的應用例證幫助理解，對每個經(jīng)典算法都有清晰的程序流程給予示范。此外，還大量運用圖表，使得概念、定理和算法的由來變得具體、形象和直觀。書中采用了一種結構清晰、移植性強且貼近自然語言表述的類程序設計語言。只要讀者具備Pascal和C等任一種語言的基礎，就可以比較輕松地讀懂其語義。

作者簡介

　　王建德國務院特殊津貼專家、上海師范大學特聘教授、控江中學特級教師。他輔導學生在國際奧林匹克信息學競賽（IOI）中獲8金、4銀、2銅，先后出版了《新編實用算法分析與程序設計》和《程序設計中常用的計算思維方式》等多本廣受好評的圖書，這些圖書長期以來是國內各類程序設計競賽的必備教程。吳永輝博士，復旦大學計算機科學與工程系副教授，ACM-ICPC中國賽區(qū)指導委員會成員，復旦大學ACM程序設計競賽隊教練。自2001年起連續(xù)帶隊進入ACM-ICPC世界總決賽，并取得過世界第六名的佳績。主要研究方向為數(shù)據(jù)庫，在《計算機研究與發(fā)展》、《軟件學報》以及重大學術會議上發(fā)表過多篇論文，參與翻譯的著作有《數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡》和《數(shù)據(jù)通信、計算機網(wǎng)絡與開放系統(tǒng)》。

圖書目錄

上篇討論線性表
第1 章數(shù)組　　 3
1.1 數(shù)組的基本概念　　 3
1.1.1 數(shù)組是一種順序存儲結構　　 3
1.1.2 數(shù)組是程序設計中使用頻率最高的數(shù)據(jù)類型　　 4
1.2 優(yōu)化數(shù)組的存儲方式　　 6
1.2.1 規(guī)則矩陣的壓縮存儲　　 6
1.2.2 稀疏矩陣的壓縮存儲　　 7
1.2.3 01 矩陣的壓縮存儲　　11
1.3 排序與順序統(tǒng)計　　 14
1.3.1 排序的基本概念　　 14
1.3.2 計數(shù)排序與貪心策略　　 15
1.3.3 采用“二分”策略的排序方法　　 21
1.3.4 順序統(tǒng)計的基本方法　　 28
第2 章鏈式存儲結構　　 34
2.1 鏈表的基本概念　　 34
2.1.1 單鏈表　　 34
2.1.2 循環(huán)鏈表　　 35
2.1.3 雙向鏈表　　 35
2.2 鏈表的基本運算　　 35
2.2.1 構建單鏈表　　 36
2.2.2 插入操作　　 36
2.2.3 刪除操作　　 36
2.2.4 讀取操作　　 36
2.3 鏈表的應用　　 37
第3 章兩種存取方式特殊的線性表　　 43
3.1 “后進先出”的棧　　 43
3.1.1 棧的基本運算　　43
3.1.2 棧的應用　　44
3.2 “先進先出”的隊列　　52
3.2.1 隊列的基本運算　　52
3.2.2 隊列的應用　　54
第4 章散列技術　　59
4.1 散列表　　59
4.2 散列函數(shù)的設計　　59
4.3 消除沖突的基本方法　　61
4.3.1 使用開放尋址法消除沖突　　61
4.3.2 使用分離鏈接法消除沖突　　67
第5 章后綴數(shù)組　　71
5.1 后綴數(shù)組的基本概念　　71
5.2 采用倍增算法求解rank 數(shù)組　　73
5.3 利用rank 數(shù)組計算最長公共前綴　　74
5.3.1 計算最長公共前綴是一個典型的RMQ 問題　　75
5.3.2 計算最長公共前綴的基本方法　　75
5.4 后綴數(shù)組的應用　　78
5.4.1 利用后綴數(shù)組處理單個字符串　　78
5.4.2 兩個字符串的公共子串問題　　87
5.4.3 多個字符串共享子串的問題　　90
上篇小結　　97
中篇討論樹型問題
第6 章樹的基本概念和遍歷規(guī)則　　101
6.1 樹的遞歸定義　　101
6.2 節(jié)點的分類　　101
6.3 有關度的定義　　 101
6.4 樹的深度（高度）　　 102
6.5 森林　　 102
6.6 有序樹和無序樹　　 102
6.7 樹的表示方法　　 103
6.8 樹的遍歷規(guī)則　　 103
6.8.1 先根次序遍歷樹　　 103
6.8.2 后根次序遍歷樹　　 104
第7 章樹的存儲結構　　105
7.1 采用數(shù)組存儲入邊信息　　 105
7.1.1 存儲無權樹的入邊信息　　 105
7.1.2 存儲加權樹的入邊信息　　 106
7.2 采用數(shù)組存儲所有兒子的地址信息　　 108
7.2.1 采用整數(shù)存儲兒子的數(shù)組下標　　 108
7.2.2 采用指針存儲兒子的地址　　 109
7.3 采用鄰接表存儲出邊信息　　 110
7.3.1 采用數(shù)組存儲方式的鄰接表　　 110
7.3.2 采用單鏈表存儲方式的鄰接表　　 114
7.4 無根樹的一般存儲方式　　 116
第8 章二叉樹　　123
8.1 二叉樹的基本概念和存儲結構　　 123
8.1.1 二叉樹的基本概念　　 123
8.1.2 二叉樹的存儲結構　　 125
8.2 將普通有序樹和森林轉換成對應的二叉樹　　128
8.2.1 將普通有序樹轉換成對應的二叉樹　　 128
8.2.2 將普通有序樹組成的森林轉換成對應的二叉樹　　 129
8.3 二叉樹的遍歷　　 130
8.3.1 前序遍歷　　 130
8.3.2 中序遍歷　　 130
8.3.3 后序遍歷　　 131
8.3.4 由兩種遍歷確定二叉樹結構　　 133
第9 章并查集　　135
9.1 并查集的基本概念　　 135
9.2 查找元素所在樹的根節(jié)點并進行路徑壓縮　　 137
9.3 合并兩個元素所在的集合　　138
第10 章堆　　143
10.1 二叉堆的概念　　 143
10.2 在插入或刪除節(jié)點時維護堆性質　　 144
10.2.1 插入節(jié)點　　 144
10.2.2 刪除最小值元素　　 144
10.3 建堆　　 145
10.4 堆排序　　 146
第11 章最優(yōu)二叉樹　　 154
11.1 最優(yōu)二叉樹的基本概念　　 154
11.2 構造最優(yōu)二叉樹　　 155
第12 章線段樹　　160
12.1 線段樹的基本概念　　 160
12.1.1 用于區(qū)間運算的線段樹　　 160
12.1.2 用于數(shù)據(jù)統(tǒng)計的線段樹　　 161
12.1.3 線段樹的數(shù)據(jù)結構　　 162
12.2 線段樹的基本操作　　 162
12.2.1 建立線段樹　　 162
12.2.2 在區(qū)間內插入線段或數(shù)據(jù)　　 163
12.2.3 刪除區(qū)間內的線段或數(shù)據(jù)　　 164
12.2.4 計算區(qū)間內的線段或數(shù)據(jù)狀態(tài)　　 165
12.3 線段樹在靜態(tài)統(tǒng)計問題上的應用　　 165
12.4 線段樹在動態(tài)統(tǒng)計問題上的應用　　 168
第13 章二叉查找樹　　 176
13.1 二叉排序樹　　 176
13.1.1 二叉排序樹的基本概念　　 176
13.1.2 二叉排序樹的基本操作　　 177
13.2 靜態(tài)二叉排序樹　　 180
13.2.1 靜態(tài)二叉排序樹的特征　　 180
13.2.2 靜態(tài)二叉排序樹的構造方法　　 180
13.2.3 在靜態(tài)二叉排序樹上進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計　　　 181
13.3 子樹大小平衡樹（SBT）　　 186
13.3.1 SBT 的性質　　 186
13.3.2 旋轉　　 186
13.3.3 動態(tài)維護SBT 的平衡特性　　 191
13.3.4 SBT 的基本操作　　 196
中篇小結　　 205
下篇討論圖型問題
第14 章圖的基本概念及其存儲結構　　 209
14.1 圖的基本概念　　 209
14.2 圖的簡單分類　　 211
14.2.1 無向圖和有向圖　　 212
14.2.2 無權圖和加權圖　　 212
14.2.3 稀疏圖和稠密圖　　 212
14.2.4 完全圖和補圖　　 212
14.2.5 樹和森林　　 213
14.2.6 圖的生成樹和生成森林　　 213
14.2.7 平面圖　　 214
14.2.8 二分圖　　 214
14.2.9 相交圖和區(qū)間圖　　 214
14.3 圖的存儲結構　　 215
14.3.1 存儲節(jié)點間相鄰關系的相鄰矩陣　　 215
14.3.2 存儲邊信息的3 種數(shù)據(jù)結構　　 217
第15 章圖的遍歷及其應用　　 220
15.1 廣度優(yōu)先遍歷（BFS 算法）　　 220
15.1.1 BFS 算法的基本概念　　 220
15.1.2 BFS 算法的應用　　 222
15.2 深度優(yōu)先遍歷（DFS 算法）　　 233
15.2.1 DFS 的基本概念　　 233
15.2.2 在DFS 遍歷過程中記錄節(jié)點顏色變化的時間　　 239
15.2.3 根據(jù)節(jié)點顏色對邊進行分類　　 240
15.2.4 分析DFS 森林的結構　　 242
15.2.5 使用DFS 算法進行拓撲排序　　 244
15.2.6 使用DFS 算法計算歐拉回路　　 248
第16 章有向圖的強連通分量和傳遞閉包　　255
16.1 判定仙人掌圖　　255
16.2 計算強連通分量　　259
16.3 傳遞閉包的應用　　266
第17 章無向圖的連通性分析　　271
17.1 計算節(jié)點的low 函數(shù)　　271
17.2 計算連通圖的割點和橋　　272
17.2.1 計算連通圖的割點　　272
17.2.2 計算連通圖的橋　　273
17.3 計算雙連通子圖　　275
17.4 分析連通圖的連通程度　　276
17.4.1 連通圖的頂連通度　　277
17.4.2 連通圖的邊連通度　　278
第18 章最小生成樹　　279
18.1 基本概念　　279
18.2 最小生成樹的應用價值　　279
18.3 最小生成樹的計算策略　　281
18.4 計算最小生成樹的兩種算法　　281
18.4.1 Kruskal 算法　　282
18.4.2 Prim 算法　　283
18.5 最小生成樹算法的應用實例　　285
第19 章加權圖的單源最短路徑問題　　293
19.1 基本概念　　293
19.1.1 單源算法是高效解決所有最短路徑問題的基礎　　293
19.1.2 負權回路影響單源最短路徑的計算　　294
19.1.3 松弛技術是單源算法的核心　　295
19.2 求解單源最短路徑問題的3 種算法　　296
19.2.1 Dijkstra 算法　　296
19.2.2 Bellman-Ford 算法　　298
19.2.3 SPFA 算法　　299
19.3 單源最短路徑算法的應用實例　　301
第20 章二分圖的匹配問題　　310
20.1 基本概念　　310
20.1.1 圖的匹配概念　　 310
20.1.2 二分圖的概念和判定方法　　 311
20.2 計算無權二分圖的最大匹配　　 315
20.2.1 匈牙利算法的基本思路　　316
20.2.2 匈牙利算法的基本流程　　316
20.2.3 匈牙利算法的應用實例　　317
20.3 計算帶權二分圖的最佳匹配　　 320
20.3.1 最佳匹配的概念　　 320
20.3.2 KM算法的基本思路　　 321
20.3.3 KM算法的基本流程和應用實例　　 323
第21 章最大流問題　　327
21.1 基本概念　　 327
21.2 在可增廣路徑的基礎上計算最大流　　 329
21.2.1 可增廣路徑的基本概念　　 329
21.2.2 基于最大流定理上的最大流算法　　 334
21.3 按層次計算最大流的Dinic 算法　　 334
21.3.1 Dinic 算法的基本思路　　 334
21.3.2 Dinic 算法的基本流程　　 335
21.4 利用最大流最小割定理解題　　 339
21.4.1 割的概念　　 339
21.4.2 最小割的計算方法和應用實例　　 340
21.5 計算多源多匯網(wǎng)絡的可行流　　 346
21.6 網(wǎng)絡增加容量下界因素后的流量計算問題　　 348
21.6.1 求容量有上下界的網(wǎng)絡的最大流　　 348
21.6.2 求容量有上下界的網(wǎng)絡的最小流　　 353
21.7 網(wǎng)絡增加費用因素后的流量計算問題　　 358
21.7.1 計算最小費用最大流　　 359
21.7.2 計算容量有上下界的網(wǎng)絡的最小費用最小流　　 364
下篇小結　　 370