《Windows内核编程》基本数据结构
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驱动对象：
每个驱动程序都会有唯一的驱动对象与之对应，并且这个驱动对象是在驱动加载时被内核中的对象管理程序所创建的。驱动对象用DRIVER_OBJECT数据结构表示，它作为驱动的一个实例被内核加载，并且内核对一个驱动只加载一个实例。确切地说，是由内核中的I/O管理器负责加载的，驱动程序需要在DriverEntry中初始化。驱动对象的结构定义如下（wd m.h）：
typedef struct_DRIVER_OBJECT{
//结构的类型和大小
CSHORT Type;
CSHORT Size;
//每个驱动程序会有一个或多个设备对象，其中，每个设备对象都有一个指针指向下一个驱动对象
//最后一个设备对象指向空。DeviceObject指向驱动对象的第一个设备对象。通过Devic eObject，就
//可以遍历驱动对象中的所有设备对象了。
PDEVICE_OBJECT DeviceObject;
ULONG Flags;
//The following section describes where the driver is loaded.The count //field is used to count the number of times the driver has had its
//registered reinitialization routine invoked.
PVOID DriverStart;
ULONG DriverSize;
PVOID DriverSection;
PDRIVER_EXTENSION DriverExtension;
//记录驱动设备的名字，用UNICODE字符串记录，该字符串一般/Driver/[驱动程序名称]
UNICODE_STRING DriverName;
//设备的硬件数据库键名，也是UNICODE字符串记录。一般为
///REGISTRY/MACHINE/HADRWARE/DESCRIPTION/SYSTEM
PUNICODE_STRING HardwareDatabase;
//文件驱动中用到的派遣函数
PFAST_IO_DISPATCH FastIoDispatch;
//The following section describes the entry points to this particular
//driver.Note that the major function dispatch table must be the last //field in the object so that it remains extensible.
PDRIVER_INITIALIZE DriverInit;
//记录StartIO例程的函数地址，用于串行化操作
PDRIVER_STARTIO DriverStartIo;
//指定驱动卸载时所用的回调函数地址
PDRIVER_UNLOAD DriverUnload;
//MajorFunction域记录的是一个函数指针数组，也就是MajorFunction是一个数组，数组中的每个
//成员记录着一个指针，每一个指针指向的是一个函数。这个函数是处理IRP的派遣函数PDRIVER_DISPATCH MajorFunction[IRP_MJ_MAXIMUM_FUNCTION+1];
}DRIVER_OBJECT;
typedef struct_DRIVER_OBJECT*PDRIVER_OBJECT;
实际上如果写一个驱动程序，或者说编写一个内核模块，要在Windows中加载，就必须填写上面的结构，来告诉Windows程序提供的功能。注意内核模块并不生成一个进程，它只是写一组回调函数让Windows调用，且这组回调函数必须符合Windows内核规定的格式。上面代码中的“快速IO分发函数”FastIoDispatch和“普通分发函数”MajorFunction就是这样一种回调函数。这些函数用来处理发送给这个内核模块的请求。
Windows中很多组件都拥有自己的DRIVER_OBJECT，例如：所有的硬件驱动程序、所有的类驱动（Disk、Cdrom…）、文件系统（NTFS和FastFat，有各自的DRIVER_OBJECT），以及许多其他的内核组件。我们可以使用一个软件WinObj来查看所有的内核对象。
设备对象：
每个驱动程序会创建一个或多个设备对象，用DEVICE_OBJECT数据结构表示。每个设备对象都会有一个指针指向下一个设备对象，因此就形成一个设备链。设备链的第一个设备是由DRIVER_OBJECT结构体中指明的。
设备对象是内核中的重要对象，其重要性不亚于Windows GUI编程中的窗口。窗口是唯一可以接收消息的对象，任何消息都是发送到一个窗口中的；而在内核编程中，大部分“消息”是以请求IRP的方式传递的。而设备对象（DEVICE_OBJECT）是唯一可以接收请求的实体，任何一个请求IRP都是发送给某个设备对象的。
设备对象的结构是DEVICE_OBJECT，常常被简称为DO。一个DO可以代表很多不同的东西，例如一个实际的硬盘、或实现一个类似管道的功能等等。我们总是在内核程序中生成一
个DO，而一个内核程序是用一个驱动对象表示的，因此，一个设备对象总是属于一个驱动对象。
在WDK的wdm.h文件中DO的定义如下：
typedef struct DECLSPEC_ALIGN(MEMORY_ALLOCATION_ALIGNMENT)
_DEVICE_OBJECT{
//结构的类型和大小
CSHORT Type;
USHORT Size;
//引用计数
LONG ReferenceCount;
//指向驱动程序中的驱动对象，同属于一个驱动程序的驱动对象指向的是同一驱动对象struct_DRIVER_OBJECT*DriverObject;
//下一个设备对象。
//这里指的下一个设备对象是同属于一个驱动对象的设备，也就是同一个驱动程序创建的若干设备
//对象，每个设备对象根据NextDevice域形成链表，从而可以枚举每个设备对象
struct_DEVICE_OBJECT*NextDevice;
//指向下一个设备对象，这里指的是，如果有更高一层的驱动附加到这个驱动的时候
//AttachedDevice指向的就是那个更高一层的驱动
struct_DEVICE_OBJECT*AttachedDevice;
//在使用StartIO例程的时候，此域指向的是当前IRP结构
struct_IRP*CurrentIrp;
PIO_TIMER Timer;
//此域是一个32位的无符号整型，每一位有具体的含义
//DO_BUFFERED_IO---读写操作使用缓冲方式（系统复制缓冲区）访问用户模式数据
//DO_EXCLUSIVE---一次只允许一个线程打开设备句柄
//DO_DIRECT_IO---读写操作使用直接方式（内存描述符表）访问用户模式数据
//DO_DEVICE_INITIALIZING---设备对象正在初始化
//DO_POWER_PAGABLE---必须在PASSIVE_LEVEL级上处理IRP_MJ_PNP请求
//DO_POWER_INRUSH---设备上电期间需要大电流
ULONG Flags;
ULONG Characteristics;
__volatile PVPB Vpb;
//指向设备扩展对象，每个设备都会指定一个设备扩展对象，设备扩展对象记录的是设备自己
//特殊定义的结构体，即程序员自己定义的结构体。另外，在驱动开发中，应该尽量避免全局变量的
//使用，因为全局变量涉及不容易同步问题。解决的方法是：将全局变量存在设备扩展中PVOID DeviceExtension;
//设备类型，当制作虚拟设备时，应选择FILE_DEVICE_UNKNOWN类型的设备DEVICE_TYPE DeviceType;
//IRP栈大小。在多层驱动情况下，驱动与驱动之间会形成类似堆栈的结构，IRP会依次从
//最高层传递到最底层
CCHAR StackSize;
union{
LIST_ENTRY ListEntry;
WAIT_CONTEXT_BLOCK Wcb;
}Queue;
//设备在大容量传输时，需要内存对齐，以保证传输速度
ULONG AlignmentRequirement;
KDEVICE_QUEUE DeviceQueue;
KDPC Dpc;
//The following field is for exclusive use by the filesystem to keep //track of the number of Fsp threads currently using the device ULONG ActiveThreadCount;
PSECURITY_DESCRIPTOR SecurityDescriptor;
KEVENT DeviceLock;
USHORT SectorSize;
USHORT Spare1;
struct_DEVOBJ_EXTENSION*DeviceObjectExtension;
PVOID Reserved;
}DEVICE_OBJECT;
typedef struct_DEVICE_OBJECT*PDEVICE_OBJECT;
一个驱动对象可以生成多个设备对象，而Windows向设备对象发送请求时，这些请求是被驱动对象的分发函数所捕获的，即当Windows内核向一个设备发送一个请求时，驱动对象的分发函数中的某一个会被调用，分发函数原型如下：
//参数device是请求的目标设备；参数irp是请求的指针
NTSTATUE ASCEDispatch(PDEVICE_OBJECT device,PIRP irp);
附：设备扩展：
设备对象记录“通用”设备的信息，而另外一些“特殊”信息记录在设备扩展里。各个设备扩展由程序员自己定义，每个设备的设备扩展不尽相同。设备扩展是由程序员指定内容和大小，由I/O管理器创建的，并保存在非分页内存中。
在驱动程序中，尽量避免使用全局函数，因为全局函数往往导致函数的不可重入性。重入性指的是在多线程程序中，多个函数并行运行，函数的运行结果不会根据函数的调用先后顺序而导致不同。解决的办法是，将全局变量以设备扩展的形式存储，并加以适当的同步保护措施。除此之外，在设备扩展中还会记录下列一些内容：
设备对象的反向指针；
设备状态或驱动环境变量；
中断对象指针；
控制器对象指针。
由于设备扩展是驱动程序专用的，它的结构必须在驱动程序的头文件中定义。
请求IRP：
内核中大部分请求以IRP的形式发送。IRP是一个内核数据结构，比较复杂，因为它要表示无数种实际请求。在WDK的wdm.h中可看到IRP的结构：
//I/O Request Packet(IRP)definition
typedef struct DECLSPEC_ALIGN(MEMORY_ALLOCATION_ALIGNMENT)_IRP{ //结构的类型和大小
CSHORT Type;
USHORT Size;
//Define the common fields used to control the IRP.
//Define a pointer to the Memory Descriptor List(MDL)for this I/O
//request.This field is only used if the I/O is"direct I/O".
PMDL MdlAddress;
//Flags word-used to remember various flags.
ULONG Flags;
//The following union is used for one of three purposes:
//
// 1.This IRP is an associated IRP.The field is a pointer to a master //IRP.
//
// 2.This is the master IRP.The field is the count of the number of //IRPs which must complete(associated IRPs)before the master ca n
//complete.
//
// 3.This operation is being buffered and the field is the address of //the system space buffer.
union{
struct_IRP*MasterIrp;
__volatile LONG IrpCount;
PVOID SystemBuffer;
}AssociatedIrp;
//Thread list entry-allows queueing the IRP to the thread pending I/O //request packet list.
LIST_ENTRY ThreadListEntry;
//I/O status-final status of operation.
IO_STATUS_BLOCK IoStatus;
//Requestor mode-mode of the original requestor of this operation. KPROCESSOR_MODE RequestorMode;
//Pending returned-TRUE if pending was initially returned as the
//status for this packet.
BOOLEAN PendingReturned;
//Stack state information.
CHAR StackCount;//IPR栈空间大小
CHAR CurrentLocation;//IRP当前栈空间
//Cancel-packet has been canceled.
BOOLEAN Cancel;
//Cancel Irql-Irql at which the cancel spinlock was acquired.
KIRQL CancelIrql;
//ApcEnvironment-Used to save the APC environment at the time that the
//packet was initialized.
CCHAR ApcEnvironment;
//Allocation control flags.
UCHAR AllocationFlags;
//User parameters.
PIO_STATUS_BLOCK UserIosb;
PKEVENT UserEvent;
union{
struct{
union{
PIO_APC_ROUTINE UserApcRoutine;
PVOID IssuingProcess;
};
PVOID UserApcContext;
}AsynchronousParameters;
LARGE_INTEGER AllocationSize;
}Overlay;
//CancelRoutine-Used to contain the address of a cancel routine suppli ed
//by a device driver when the IRP is in a cancelable state.
__volatile PDRIVER_CANCEL CancelRoutine;
//Note that the UserBuffer parameter is outside of the stack so that I/O //completion can copy data back into the user's address space without //having to know exactly which service was being invoked.The length //of the copy is stored in the second half of the I/O status block.If
//the UserBuffer field is NULL,then no copy is performed.
PVOID UserBuffer;
//Kernel structures
//The following section contains kernel structures which the IRP needs //in order to place various work information in kernel controller system //queues.Because the size and alignment cannot be controlled,they ar e
//placed here at the end so they just hang off and do not affect the //alignment of other fields in the IRP.
union{
struct{
union{
//DeviceQueueEntry-The device queue entry field is used t o
//queue the IRP to the device driver device queue.
KDEVICE_QUEUE_ENTRY DeviceQueueEntry;
struct{
//The following are available to the driver to use in
//whatever manner is desired,while the driver owns the
//packet.
PVOID DriverContext[4];
};
};
//Thread-pointer to caller's Thread Control Block.
PETHREAD Thread;
//Auxiliary buffer-pointer to any auxiliary buffer that is
//required to pass information to a driver that is not contained
//in a normal buffer.
PCHAR AuxiliaryBuffer;
//The following unnamed structure must be exactly identical
//to the unnamed structure used in the minipacket header used
//for completion queue entries.
struct{
//List entry-used to queue the packet to completion queue, among
//others.
LIST_ENTRY ListEntry;
union{
//Current stack location-contains a pointer to the curre nt
//IO_STACK_LOCATION structure in the IRP stack.This fi eld
//should never be directly accessed by drivers.They sho uld
//use the standard functions.
struct_IO_STACK_LOCATION*CurrentStackLocation;
//Minipacket type.
ULONG PacketType;
};
};
//Original file object-pointer to the original file object
//that was used to open the file.This field is owned by the
//I/O system and should not be used by any other drivers.
PFILE_OBJECT OriginalFileObject;
}Overlay;
//APC-This APC control block is used for the special kernel APC as
//well as for the caller's APC,if one was specified in the original
//argument list.If so,then the APC is reused for the normal APC fo r
//whatever mode the caller was in and the"special"routine that is
//invoked before the APC gets control simply deallocates the IRP.
KAPC Apc;
//CompletionKey-This is the key that is used to distinguish
//individual I/O operations initiated on a single file handle.
PVOID CompletionKey;
}Tail;
}IRP;
typedef IRP*PIRP;
上面出现IRP栈空间，是因为一个IRP往往要传递n个设备才能得以完成，而在传递过程中会有一些“中间转换”，导致请求的参数变化。为了保存这些变换，我们给每次中转都留一个“栈空间”，用于保存中间参数。
常见的请求：
生成请求：主功能号为IRP_MJ_CREATE
查询请求：主功能号为IRP_MJ_QUERY_INFORMATION
设置请求：主功能号为IRP_MJ_SET_INFORMATION
控制请求：主功能号为IRP_MJ_DEVICE_CONTROL或IRP_MJ_INTERNAL_DEVICE_CON TROL
关闭请求：主功能号为IRP_MJ_CLOSE
数据结构与算法基础知识总结 1 算法 算法：是指解题方案的准确而完整的描述。 算法不等于程序，也不等计算机方法，程序的编制不可能优于算法的设计。 算法的基本特征：是一组严谨地定义运算顺序的规则，每一个规则都是有效的，是明确的，此顺序将在有限的次数下终止。特征包括： （1）可行性； （2）确定性，算法中每一步骤都必须有明确定义，不充许有模棱两可的解释，不允许有多义性； （3）有穷性，算法必须能在有限的时间内做完，即能在执行有限个步骤后终止，包括合理的执行时间的含义； （4）拥有足够的情报。 算法的基本要素：一是对数据对象的运算和操作；二是算法的控制结构。 指令系统：一个计算机系统能执行的所有指令的集合。 基本运算和操作包括：算术运算、逻辑运算、关系运算、数据传输。 算法的控制结构：顺序结构、选择结构、循环结构。 算法基本设计方法：列举法、归纳法、递推、递归、减斗递推技术、回溯法。 算法复杂度：算法时间复杂度和算法空间复杂度。 算法时间复杂度是指执行算法所需要的计算工作量。 算法空间复杂度是指执行这个算法所需要的内存空间。 2 数据结构的基本基本概念 数据结构研究的三个方面： （1）数据集合中各数据元素之间所固有的逻辑关系，即数据的逻辑结构； （2）在对数据进行处理时，各数据元素在计算机中的存储关系，即数据的存储结构；（3）对各种数据结构进行的运算。 数据结构是指相互有关联的数据元素的集合。 数据的逻辑结构包含： （1）表示数据元素的信息； （2）表示各数据元素之间的前后件关系。 数据的存储结构有顺序、链接、索引等。 线性结构条件：
（1）有且只有一个根结点； （2）每一个结点最多有一个前件，也最多有一个后件。 非线性结构：不满足线性结构条件的数据结构。 3 线性表及其顺序存储结构 线性表由一组数据元素构成，数据元素的位置只取决于自己的序号，元素之间的相对位置是线性的。 在复杂线性表中，由若干项数据元素组成的数据元素称为记录，而由多个记录构成的线性表又称为文件。 非空线性表的结构特征： （1）且只有一个根结点a1，它无前件； （2）有且只有一个终端结点an，它无后件； （3）除根结点与终端结点外，其他所有结点有且只有一个前件，也有且只有一个后件。结点个数n称为线性表的长度，当n=0时，称为空表。 线性表的顺序存储结构具有以下两个基本特点： （1）线性表中所有元素的所占的存储空间是连续的； （2）线性表中各数据元素在存储空间中是按逻辑顺序依次存放的。 ai的存储地址为：adr(ai)=adr(a1)+(i-1)k,，adr(a1)为第一个元素的地址，k代表每个元素占的字节数。 顺序表的运算：插入、删除。（详见14--16页） 4 栈和队列 栈是限定在一端进行插入与删除的线性表，允许插入与删除的一端称为栈顶，不允许插入与删除的另一端称为栈底。 栈按照“先进后出”（filo）或“后进先出”（lifo）组织数据，栈具有记忆作用。用top表示栈顶位置，用bottom表示栈底。 栈的基本运算：（1）插入元素称为入栈运算；（2）删除元素称为退栈运算；（3）读栈顶元素是将栈顶元素赋给一个指定的变量，此时指针无变化。 队列是指允许在一端（队尾）进入插入，而在另一端（队头）进行删除的线性表。rear指针指向队尾，front指针指向队头。 队列是“先进行出”（fifo）或“后进后出”（lilo）的线性表。 队列运算包括（1）入队运算：从队尾插入一个元素；（2）退队运算：从队头删除一个元素。循环队列：s=0表示队列空，s=1且front=rear表示队列满
第二章基本数据结构及其运算 一、单项选择题 1．数据的基本单位是( B ) A．数据B．数据元素C．数据项D．数据结构 2．在数据结构中，构成数据元素的最小单位称为（D）A．字符B．关键字C．数据元素 D．数据项 3．数据在计算机内的存储形式称为数据的（ D ）A．算法描述B．数据类型 C．逻辑结构D．物理结构 4．数据的逻辑结构可分为（C） A．顺序结构和链式结构B．简单结构和复杂结构C．线性结构和非线性结构D．动态结构和静态结构5．顺序表中的每个元素占m个字节，第一个元素的存储地址为LOC(1)，则任意1个元素i的地址为( B ) A．LOC(1)+i*m B．LOC(1)+(i-1)*m C．LCO(1)+(i+1)*m D．(i-1)*m 6．线性表若采用链表存储，其（D） A．所有结点的地址必须是连续的 B．部分结点的地址必须是连续的 C．所有结点的地址一定不连续 D．所有结点的地址连续、不连续都可以 7．线性表在采用链式存储时，其地址（ C ）A．必须是连续的B．一定是不连续的 C．连续不连续都可以D．部分是连续的
8．下列不属于线性结构的是( C )。 A．单链表B．队列 C．二叉树D．数组 9．链表不具有的特点是( A) A．可随机访问任一元素B．插入删除不需要移动元素 C．不必事先估计存储空间D．所需空间与线性表的长度成正比 10．数据结构反映了数据元素之间的结构关系，链表是一种( D)。 A．顺序存储线性表B．非顺序存储非线性表 C．顺序存储非线性表D．非顺序存储线性表 11．在单链表表示的线性表中，可以从( A )。 A．第一个结点访问到所有结点 B．某个结点访问到所有结点 C．某个结点访问到该结点的所有前趋结点 D．最后一个结点访问到所有结点 12．在一个单链表中，已知指针q所指向的结点是指针p所指向的结点的前驱结点，若在指针q和p所指向的两个结点之间插入指针s指向的结点，则执行( C )。 A．s->link=p->link; p->link=s; B．p->link=s->link; s->link=p; C．q->link=s; s->link=p; D．p->link=s; s->link=q; 13．长度为n的顺序存储的线性表，设在任何位置上删除一个元素的概率相等，则删除一个元素时平均要移动的元素
第1章绪论习题参考答案 1、试述数据、数据库、数据库管理系统、数据库系统的概念。（参见P3、4、5页） 参考答案： 描述事物的符号记录称为数据；数据库是长期储存在计算机内的、有组织的、可共享的数据集合；数据库管理系统是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件; 数据库系统是指在计算机系统中引入数据库后的系统，一般由数据库、数据库管理系统(及其开发工具)、应用系统、数据库管理员和用户构成。 2．使用数据库系统有什么好处?（参见P12页） 参考答案： 数据库系统使信息系统从以加工数据的程序为中心转向围绕共享的数据库为中心的阶段，这样既便于数据的集中管理，又有利于应用程序的研制和维护，提高了数据的利用率和相容性，提高了决策的可靠性。 3．试述文件系统与数据库系统的区别和联系。（8、9、10页） 参考答案： 1）数据结构化是数据库与文件系统的根本区别。 在文件系统中，相互独立的文件的记录内部是有结构的，管其记录内部已有了某些结构，但记录之间没有联系。数据库系统实现整体数据的结构化，是数据库的主要特征之一。 2）在文件系统中，数据的最小存取单位是记录，粒度不能细到数据项。而在数据库系统中，存取数据的方式也很灵活，可以存取数据库中的某一个数据项、一组数据项一个记录或或一组记录。 3）文件系统中的文件是为某一特定应用服务的，文件的逻辑结构对该应用程序来说是优化的，因此要想对现有的数据再增加一些新的应用会很困难，系统不容易扩充。而在数据库系统中数据不再针对某一应用，而是面向全组织，具有整体的结构化。5．试述数据库系统的特点。（9、10、11页） 参考答案： 数据结构化；数据的共享性高、冗余度低、易扩充；数据独立性高；数据由DBMS统一管理和控制。 6．数据库管理系统的主要功能有哪些? （4页）
数据结构知识点概括 第一章概论 数据就是指能够被计算机识别、存储和加工处理的信息的载体。 数据元素是数据的基本单位，可以由若干个数据项组成。数据项是具有独立含义的最小标识单位。 数据结构的定义： ·逻辑结构：从逻辑结构上描述数据，独立于计算机。·线性结构：一对一关系。 ·线性结构：多对多关系。 ·存储结构：是逻辑结构用计算机语言的实现。·顺序存储结构：如数组。 ·链式存储结构：如链表。 ·索引存储结构：·稠密索引：每个结点都有索引项。 ·稀疏索引：每组结点都有索引项。 ·散列存储结构：如散列表。 ·数据运算。 ·对数据的操作。定义在逻辑结构上，每种逻辑结构都有一个运算集合。 ·常用的有：检索、插入、删除、更新、排序。 数据类型：是一个值的集合以及在这些值上定义的一组操作的总称。 ·结构类型：由用户借助于描述机制定义，是导出类型。 抽象数据类型ADT：·是抽象数据的组织和与之的操作。相当于在概念层上描述问题。 ·优点是将数据和操作封装在一起实现了信息隐藏。 程序设计的实质是对实际问题选择一种好的数据结构，设计一个好的算法。算法取决于数据结构。 算法是一个良定义的计算过程，以一个或多个值输入，并以一个或多个值输出。 评价算法的好坏的因素：·算法是正确的； ·执行算法的时间； ·执行算法的存储空间（主要是辅助存储空间）； ·算法易于理解、编码、调试。 时间复杂度：是某个算法的时间耗费，它是该算法所求解问题规模n的函数。 渐近时间复杂度：是指当问题规模趋向无穷大时，该算法时间复杂度的数量级。 评价一个算法的时间性能时，主要标准就是算法的渐近时间复杂度。 算法中语句的频度不仅与问题规模有关，还与输入实例中各元素的取值相关。 时间复杂度按数量级递增排列依次为：常数阶O（1）、对数阶O（log2n）、线性阶O（n）、线性对数阶O（nlog2n）、平方阶O （n^2）、立方阶O（n^3）、……k次方阶O（n^k）、指数阶O（2^n）。
/** *名词解释1、数据：是信息的载体，能够被计算机识别、存储和加工处理。 *2、数据元素：是数据的基本单位，也称为元素、结点、顶点、记录。一个数据元素可以由若干个数据项组成，数据项是具有独立含义的最小标识单位。 *3、数据结构：指的是数据及数据之间的相互关系，即数据的组织形式，它包括数据的逻辑结构、数据的存储结构和数据的运算三个方面的内容。 *4、数据的逻辑结构：指数据元素之间的逻辑关系，即从逻辑关系上描述数据，它与数据的存储无关，是独立于计算机的。 *5、数据的存储结构：指数据元素及其关系在计算机存储器内的表示。是数据的逻辑结构用计算机语言的实现，是依赖于计算机语言的。 *6、线性结构：其逻辑特征为，若结构是非空集，则有且仅有一个开始结点和一个终端结点，并且其余每个结点只有一个直接前趋和一个直接后继。 *7、非线性结构：其逻辑特征为一个结点可能有多个直接前趋和直接后继。 *8、算法：是任意一个良定义的计算过程，它以一个或多个值作为输入，并产生一个或多个值作为输出；即一个算法是一系列将输入转换为输出的计算步骤。 *9、算法的时间复杂度T(n)：是该算法的时间耗费，它是该算法所求解问题规模n趋向无穷大时，我们把时间复杂度T(n)的数量级（阶）称为算法的渐近时间复杂度。 *10、最坏和平均时间复杂度：由于算法中语句的频度不仅与问题规模n有关，还与输入实例等因素有关；这时可用最坏情况下时间复杂度作为算法的时间复杂度。而平均时间复杂度是指所有的输入实例均以等概率出现的情况下，算法的期望运行时间。 *11、数据的运算：指对数据施加的操作。数据的运算是定义在数据的逻辑结构上的，而实现是要在存储结构上进行。 *12、线性表：由n(n≥0)个结点组成的有限序列。其逻辑特征反映了结点间一对一的关系（一个结点对应一个直接后继，除终端结点外；或一个结点对应一个直接前趋，除开始结点外），这是一种线性结构。 *13、顺序表：顺序存储的线性表，它是一种随机存取结构。通过将相邻结点存放在相邻物理位置上来反映结点间逻辑关系。 *14、单链表：每个结点有两个域：一个值域data；另一个指针域next，用来指向该结点的直接后继结点。头指针是它的充分必要的信息。单链表是一种单向的结构。 *15、双链表：每个结点中增加了一个prior，用来指向该点的直接前趋结点。它是一种双向、对称的结构。 *16、循环链表：是一种首尾相接的链表。单循环链表形成一个next链环，而双循环链表形成next链环和prior链环。 *17、存储密度：是指结点数据本身所占的存储量和整个结点结构所占的存储量之比。顺序表的存储密度为1，而链表的存储密度小于1。 *18、栈：只允许在一端进行插入、删除运算的线性表，称为“栈”（stack）。 *19、LIFO表：即后进先出表，修改操作按后进先出的原则进行。譬如栈就是一种LIFO 表。 *20、顺序栈：采用顺序存储结构的栈，称为顺序栈。 *21、链栈：采用链式存储结构的栈，称为链栈。 *22、队列：只允许在一端进行插入、另一端进行删除运算的线性表，称为“队列”（queue）。*23、FIFO表：即先进先出表。譬如队列就是一种FIFO表。 *24、顺序队列：采用顺序存储结构的队列，称为顺序队列。 *25、循环队列：为克服顺序队列中假上溢现象，将向量空间想象为一个首尾相接的圆环，
第二章地理信息系统空间数据结构 2.1 地理空间数据及其特征 【学时安排】 1 学时 【目的要求】 1、掌握地理信息系统的数据类型； 2、理解地理信息系统的数据来源； 3、掌握空间数据的特点。 【重点难点】 地理信息系统的数据类型与特征。 【教学方法与手段】 示例式教学方法，多媒体教学手段。 一、GIS空间数据的来源与类型 空间数据是GIS的核心，也有人称它是GIS的血液，因为GIS的操作对象是空间数据，因此设计和使用GIS 的第一步工作就是根据系统的功能，获取所需要的空间数据，并创建空间数据库。 1、地理数据的来源 GIS中的数据来源和数据类型繁多，概括起来主要有以下几种来源： ⑴地图数据。来源于各种类型的普通地图和专题地图，这些地图的内容丰富，图上实体间的空间关系直观，实体的类别或属性清晰，实测地形图还具有很高的精度，是地理信息的主要载体，同时也是地理信息系统最重要的信息源。 ⑵影像数据。主要来源于卫星遥感和航空遥感，包括多平台、多层面、多种传感器、多时相、多光谱、多角度和多种分辨率的遥感影像数据，构成多源海量数据，也是GIS的最有效的数据源之一。 ⑶地形数据。来源于地形等高线图的数字化，已建立的数字高程模型( DEM和其他实 测的地形数据等。 ⑷属性数据。来源于各类调查报告、实测数据、文献资料、解译信息等。 ⑸元数据。来源于由各类纯数据通过调查、推理、分析和总结得到的有关数据的数据，例如数据来源、数据权属、数据产生的时间、数据精度、数据分辨率、源数据比例尺、数据转换方法等。 2、空间数据的类型 空间数据根据表示对象的不同，又具体分为七种类型(图2-1) ，它们各表示的具体内容 如下： (1) 类型数据。例如考古地点、道路线、土壤类型的分布等。 (2) 面域数据。例如随机多边形的中心点，行政区域界线、行政单元等。 (3) 网络数据。例如道路交点、街道、街区等。 (4) 样本数据。例如气象站、航线、野外样方分布区等。 (5) 曲面数据。例如高程点、等高线、等值区域等。 (6) 文本数据。例如地名、河流名称、区域名称等。 (7) 符号数据。例如点状符号、线状符号、面状符号(晕线) 等。
第一章绪论 一、问答题 1. 什么是数据结构？ 2. 叙述四类基本数据结构的名称与含义。 3. 叙述算法的定义与特性。 4. 叙述算法的时间复杂度。 5. 叙述数据类型的概念。 6. 叙述线性结构与非线性结构的差别。 7. 叙述面向对象程序设计语言的特点。 8. 在面向对象程序设计中，类的作用是什么？ 9. 叙述参数传递的主要方式及特点。 10. 叙述抽象数据类型的概念。 二、判断题（在各题后填写“√”或“×”） 1. 线性结构只能用顺序结构来存放，非线性结构只能用非顺序结构来存放。（） 2. 算法就是程序。（） 3. 在高级语言（如C或 PASCAL）中，指针类型是原子类型。（） 三、计算下列程序段中X=X+1的语句频度 for(i=1;i<=n;i++) for(j=1;j<=i;j++) for(k=1;k<=j;k++) x=x+1; 四、试编写算法，求一元多项式Pn(x)=a0+a1x+a2x2+a3x3+…anxn的值Pn(x0)，并确定算法中的每一语句的执行次数和整个算法的时间复杂度，要求时间复杂度尽可能小，规定算法中不能使用求幂函数。注意：本题中的输入ai(i=0,1,…,n),x和n，输出为Pn(x0)。通常算法的输入和输出可采用下列两种方式之一： （1）通过参数表中的参数显式传递。（2）通过全局变量隐式传递。 试讨论这两种方法的优缺点，并在本题算法中以你认为较好的一种方式实现输入和输出。 第二章线性表 2.1 描述以下三个概念的区别：头指针，头结点，首元素结点。 2.2 填空： （1）在顺序表中插入或删除一个元素，需要平均移动＿＿＿＿元素，具体移动的元 素个数与＿＿插入或删除的位置＿＿有关。 （2）在顺序表中，逻辑上相邻的元素，其物理位置＿＿＿＿＿＿相邻。在单链表中，逻辑上相邻的元素，其物理位置＿＿＿＿＿＿相邻。 （3）在带头结点的非空单链表中，头结点的存储位置由＿＿＿＿＿＿指示，首元素结点的存储位置由＿＿＿＿＿＿指示，除首元素结点外，其它任一元素结点的存储位置由＿＿＿＿指示。 2.3 已知L是无表头结点的单链表，且P结点既不是首元素结点，也不是尾元素结点。按要求从下列语句中选择合适的语句序列。
第1章绪论 知识点归纳 一、数据结构概述 1.数据结构的定义 （1）基本概念 数据是描述客观事物的数和字符的集合，是计算机能操作的对象的总称，也是计算机处理信息的某种特定的符号表示形式。 （2）相关术语 ① 数据元素 数据元素又称元素、节点、顶点、记录等。数据元素是数据的基本单位。有时候，一个数据元素可以由若干个数据项组成。 ② 数据项 数据项又称字段或域，它是具有独立含义的最小数据单位。 ③ 数据对象 数据对象是性质相同的数据元素的集合，它是数据的子集。 （3）数据结构的内容 ① 数据元素之间的逻辑关系，即数据的逻辑结构，它是数据结构在用户面前呈现的形式。 ② 数据元素及其关系在计算机存储器中的存储方式，即数据的存储结构，又称数据的物理结构。 ③ 施加在数据上的操作，即数据的运算。 （4）逻辑结构 数据的逻辑结构是从逻辑关系（主要是指数据元素的相邻关系）上描述数据的，它与数据的存储无关，是独立于计算机的。因此，数据的逻辑结构可以看作是从具体问题抽象出来的数学模型。 （5）存储结构 数据的存储结构是逻辑结构用计算机语言的实现或在计算机中的表示（又称映像），也就是逻辑结构在计算机中的存储方式，它是依赖于计算机语言的。一般只在高级语言（例如C／C++语言）的层次上讨论存储结构。 数据的运算最终需在对应的存储结构上用算法实现。 总之，数据结构是一门讨论“描述现实世界实体的数学模型（通常为非数值计算）及其之上的运算在计算机中如何表示和实现”的学科。 （6）数据结构的表示 对于一种数据结构，其逻辑结构总是惟一的，但它可能对应多种存储结构，并且在不同的存储结构中，同一运算的实现过程可能不同。 描述数据结构通常采用二元组表示：
数据结构基础知识整理 *名词解释1、数据：是信息的载体，能够被计算机识别、存储和加工处理。 *2、数据元素：是数据的基本单位，也称为元素、结点、顶点、记录。一个数据元素可 以由若干个数据项组成，数据项是具有独立含义的最小标识单位。 *3、数据结构：指的是数据及数据之间的相互关系，即数据的组织形式，它包括数据的 逻辑结构、数据的存储结构和数据的运算三个方面的内容。 *4、数据的逻辑结构：指数据元素之间的逻辑关系，即从逻辑关系上描述数据，它与数 据的存储无关，是独立于计算机的。 *5、数据的存储结构：指数据元素及其关系在计算机存储器内的表示。是数据的逻辑结 构用计算机语言的实现，是依赖于计算机语言的。 *6、线性结构：其逻辑特征为，若结构是非空集，则有且仅有一个开始结点和一个终端 结点，并且其余每个结点只有一个直接前趋和一个直接后继。 *7、非线性结构：其逻辑特征为一个结点可能有多个直接前趋和直接后继。 *8、算法：是任意一个良定义的计算过程，它以一个或多个值作为输入，并产生一个或 多个值作为输出；即一个算法是一系列将输入转换为输出的计算步骤。 *9、算法的时间复杂度T(n)：是该算法的时间耗费，它是该算法所求解问题规模n趋向无穷大时，我们把时间复杂度T(n)的数量级（阶）称为算法的渐近时间复杂度。 *10、最坏和平均时间复杂度：由于算法中语句的频度不仅与问题规模n有关，还与输入实例等因素有关；这时可用最坏情况下时间复杂度作为算法的时间复杂度。而平均时间复杂度是指所有的输入实例均以等概率出现的情况下，算法的期望运行时间。 *11、数据的运算：指对数据施加的操作。数据的运算是定义在数据的逻辑结构上的，而 实现是要在存储结构上进行。 *12、线性表：由n(n≥0)个结点组成的有限序列。其逻辑特征反映了结点间一对一的关 系（一个结点对应一个直接后继，除终端结点外；或一个结点对应一个直接前趋，除开始结点外），这是一种线性结构。 *13、顺序表：顺序存储的线性表，它是一种随机存取结构。通过将相邻结点存放在相邻 物理位置上来反映结点间逻辑关系。 *14、单链表：每个结点有两个域：一个值域data；另一个指针域next，用来指向该结
数据结构（C语言版）（第2版） 课后习题答案 李冬梅 2015.3
目录 第1章绪论 (1) 第2章线性表 (5) 第3章栈和队列 (13) 第4章串、数组和广义表 (26) 第5章树和二叉树 (33) 第6章图 (42) 第7章查找 (54) 第8章排序 (65)
第1章绪论 1．简述下列概念：数据、数据元素、数据项、数据对象、数据结构、逻辑结构、存储结构、抽象数据类型。 答案： 数据：是客观事物的符号表示，指所有能输入到计算机中并被计算机程序处理的符号的总称。如数学计算中用到的整数和实数，文本编辑所用到的字符串，多媒体程序处理的图形、图像、声音、动画等通过特殊编码定义后的数据。 数据元素：是数据的基本单位，在计算机中通常作为一个整体进行考虑和处理。在有些情况下，数据元素也称为元素、结点、记录等。数据元素用于完整地描述一个对象，如一个学生记录，树中棋盘的一个格局（状态）、图中的一个顶点等。 数据项：是组成数据元素的、有独立含义的、不可分割的最小单位。例如，学生基本信息表中的学号、姓名、性别等都是数据项。 数据对象：是性质相同的数据元素的集合，是数据的一个子集。例如：整数数据对象是集合N={0，±1，±2，…}，字母字符数据对象是集合C={‘A’，‘B’，…，‘Z’，‘a’，‘b’，…，‘z’}，学生基本信息表也可是一个数据对象。 数据结构：是相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合。换句话说，数据结构是带“结构”的数据元素的集合，“结构”就是指数据元素之间存在的关系。 逻辑结构：从逻辑关系上描述数据，它与数据的存储无关，是独立于计算机的。因此，数据的逻辑结构可以看作是从具体问题抽象出来的数学模型。 存储结构：数据对象在计算机中的存储表示，也称为物理结构。 抽象数据类型：由用户定义的，表示应用问题的数学模型，以及定义在这个模型上的一组操作的总称。具体包括三部分：数据对象、数据对象上关系的集合和对数据对象的基本操作的集合。 2．试举一个数据结构的例子，叙述其逻辑结构和存储结构两方面的含义和相互关系。 答案： 例如有一张学生基本信息表，包括学生的学号、姓名、性别、籍贯、专业等。每个学生基本信息记录对应一个数据元素，学生记录按顺序号排列，形成了学生基本信息记录的线性序列。对于整个表来说，只有一个开始结点(它的前面无记录)和一个终端结点(它的后面无记录)，其他的结点则各有一个也只有一个直接前趋和直接后继。学生记录之间的这种关系就确定了学生表的逻辑结构，即线性结构。 这些学生记录在计算机中的存储表示就是存储结构。如果用连续的存储单元(如用数组表示)来存放这些记录，则称为顺序存储结构；如果存储单元不连续，而是随机存放各个记录，然后用指针进行链接，则称为链式存储结构。 即相同的逻辑结构，可以对应不同的存储结构。 3．简述逻辑结构的四种基本关系并画出它们的关系图。
数据结构基本知识 数据（Data） 数据是信息的载体。它能够被计算机识别、存储和加工处理，是计算机程序加工的"原料"。随着计算机应用领域的扩大，数据的范畴包括： 整数、实数、字符串、图像和声音等。 数据元素（Data Element） 数据元素是数据的基本单位。数据元素也称元素、结点、顶点、记录。 一个数据元素可以由若干个数据项（也可称为字段、域、属性）组成。 数据项是具有独立含义的最小标识单位。 数据结构（Data Structure） 数据结构指的是数据之间的相互关系，即数据的组织形式。 1．数据结构一般包括以下三方面内容： ①数据元素之间的逻辑关系，也称数据的逻辑结构（Logical Structure）； 数据的逻辑结构是从逻辑关系上描述数据，与数据的存储无关，是独立于计算机的。数据的逻辑结构可以看作是从具体问题抽象出来的数学模型。 ②数据元素及其关系在计算机存储器内的表示，称为数据的存储结构（Storage Structure）； 数据的存储结构是逻辑结构用计算机语言的实现（亦称为映象），它依赖于计算机语言。对机器语言而言，存储结构是具体的。一般，只在高级语言的层次上讨论存储结构。 ③数据的运算，即对数据施加的操作。 数据的运算定义在数据的逻辑结构上，每种逻辑结构都有一个运算的集合。最常用的
检索、插入、删除、更新、排序等运算实际上只是在抽象的数据上所施加的一系列抽象的操作。 所谓抽象的操作，是指我们只知道这些操作是"做什么"，而无须考虑"如何做"。只有确定了存储结构之后，才考虑如何具体实现这些运算。 为了增加对数据结构的感性认识，下面举例来说明有关数据结构的概念。 【例1．1】学生成绩表，见下表。 注意：在表中指出数据元素、数据项、开始结点和终端结点等概念 （1）逻辑结构 表中的每一行是一个数据元素（或记录、结点），它由学号、姓名、各科成绩及平均成绩等数据项组成。 表中数据元素之间的逻辑关系是：对表中任一个结点，与它相邻且在它前面的结点（亦称为直接前趋（Immediate Predecessor））最多只有一个；与表中任一结点相邻且在其后的结点（亦称为直接后继（Immediate Successor））也最多只有一个。表中只有第一个结点没有直接前趋，故称为开始结点；也只有最后一个结点没有直接后继。故称之为终端结点。例如，表中"马二"所在结点的直接前趋结点和直接后继结点分别是"丁一"和"张三"所在的结点，上述结点间的关系构成了这张学生成绩表的逻辑结构。
数据库基础 （ 视频讲解：25分钟） 本章主要介绍数据库的相关概念，包括数据库系统的简介、数据库的体系结构、数据模型、常见关系数据库。通过本章的学习，读者应该掌握数据库系统、数据模型、数据库三级模式结构以及数据库规范化等概念，掌握常见的关系数据库。 通过阅读本章，您可以： 了解数据库技术的发展 掌握数据库系统的组成 掌握数据库的体系结构 熟悉数据模型 掌握常见的关系数据库 1 第 章
1.1 数据库系统简介 视频讲解：光盘\TM\lx\1\数据库系统简介.exe 数据库系统（DataBase System，DBS）是由数据库及其管理软件组成的系统，人们常把与数据库有关的硬件和软件系统称为数据库系统。 1.1.1 数据库技术的发展 数据库技术是应数据管理任务的需求而产生的，随着计算机技术的发展，对数据管理技术也不断地提出更高的要求，其先后经历了人工管理、文件系统、数据库系统等3个阶段，这3个阶段的特点分别如下所述。 （1）人工管理阶段 20世纪50年代中期以前，计算机主要用于科学计算。当时硬件和软件设备都很落后，数据基本依赖于人工管理，人工管理数据具有如下特点： ?数据不保存。 ?使用应用程序管理数据。 ?数据不共享。 ?数据不具有独立性。 （2）文件系统阶段 20世纪50年代后期到60年代中期，硬件和软件技术都有了进一步发展，出现了磁盘等存储设备和专门的数据管理软件即文件系统，文件系统具有如下特点： ?数据可以长期保存。 ?由文件系统管理数据。 ?共享性差，数据冗余大。 ?数据独立性差。 （3）数据库系统阶段 20世纪60年代后期以来，计算机应用于管理系统，而且规模越来越大，应用越来越广泛，数据量急剧增长，对共享功能的要求越来越强烈。这样使用文件系统管理数据已经不能满足要求，于是为了解决一系列问题，出现了数据库系统来统一管理数据。数据库系统满足了多用户、多应用共享数据的需求，它比文件系统具有明显的优点，标志着管理技术的飞跃。 1.1.2 数据库系统的组成 数据库系统是采用数据库技术的计算机系统，是由数据库（数据）、数据库管理系统（软件）、数
第二章空间数据结构和空间数据库本章概述：地理信息系统的操作对象是空间地理实体，建立一个地理信息系统的首要任务是建立空间数据库，即将反映地理实体特性的地理数据存储在计算机中，这需要解决地理数据具体以什么形式在计算机中存储和处理即空间数据结构问题和如何描述实体及其相互关系即空间数据库模型问题。本章重点介绍主要的空间数据结构和空间数据库模型。 §2.1 地理实体及其描述 介绍地理实体的概念，地理实体需要描述的内容，实体的空间特征和实体间的空间关系。 §2.2 矢量数据结构 讲述矢量数据的图形表示、获取方式和表示(即矢量编码方法)。§2.3 栅格数据结构 讲述栅格数据的图形表示、栅格数据的组织、栅格结构的建立和栅格数据的表示。 §2.4 矢量栅格一体化数据结构
针对矢量栅格数据结构互为优缺点状况，介绍集两者优点为一体的矢量栅格一体化数据结构的概念和具体数据结构设计方法。 §2.5 三维数据结构 主要阐述基于栅格的八叉树三维数据结构的基本原理和存储结构。在矢量结构方面，介绍常用的三维边界表示法的方法原理、特点和应用。§2.6 空间数据模型 首先介绍数据库有关基础知识，传统数据模型如何存储图形数据及其局限性，重点阐述面向对象技术、面向对象模型和用于地理信息系统的空间数据库管理系统的类型。 §2.7 空间数据库的设计、建立和维护 介绍空间数据库的设计的内容、建立过程和维护方法。 您可能还想看前贴【GIS原理学习（一）】【GIS原理学习（二）】【GIS 原理学习（三）】【GIS原理学习（四）】 §2.1 地理实体及其描述 地理信息系统是以地理实体作为描述、反映现实世界中空间对象的单体。在地理信息系统中需要描述地理实体的名称、位置、形状、功能等内容，这些内容反映了地理实体的时间、空间和属性三种特性，其中空
试述数据模型的概念，数据模型的作用和数据模型的三个要素: 答案： 模型是对现实世界的抽象。在数据库技术中，表示实体类型及实体类型间联系的模型称为“数据模型”。 数据模型是数据库管理的教学形式框架，是用来描述一组数据的概念和定义，包括三个方面： 1、概念数据模型（Conceptual Data Model）：这是面向数据库用户的实现世界的数据模型，主要用来描述世界的概念化结构，它使数据库的设计人员在设计的初始阶段，摆脱计算机系统及DBMS的具体技术问题，集中精力分析数据以及数据之间的联系等，与具体的DBMS 无关。概念数据模型必须换成逻辑数据模型，才能在DBMS中实现。 2、逻辑数据模型（Logixal Data Model）:这是用户从数据库所看到的数据模型，是具体的DBMS所支持的数据模型，如网状数据模型、层次数据模型等等。此模型既要面向拥护，又要面向系统。 3、物理数据模型（Physical Data Model）:这是描述数据在储存介质上的组织结构的数据模型，它不但与具体的DBMS有关，而且还与操作系统和硬件有关。每一种逻辑数据模型在实现时都有起对应的物理数据模型。DBMS为了保证其独立性与可移植性，大部分物理数据模型的实现工作又系统自动完成，而设计者只设计索引、聚集等特殊结构。 数据模型的三要素： 一般而言，数据模型是严格定义的一组概念的集合，这些概念精确地描述了系统的静态特征（数据结构）、动态特征（数据操作）和完整性约束条件，这就是数据模型的三要素。 1。数据结构 数据结构是所研究的对象类型的集合。这些对象是数据库的组成成分，数据结构指对象和对象间联系的表达和实现，是对系统静态特征的描述，包括两个方面： （1）数据本身：类型、内容、性质。例如关系模型中的域、属性、关系等。 （2）数据之间的联系：数据之间是如何相互关联的，例如关系模型中的主码、外码联系等。 2 。数据操作 对数据库中对象的实例允许执行的操作集合，主要指检索和更新（插入、删除、修改）两类操作。数据模型必须定义这些操作的确切含义、操作符号、操作规则（如优先级）以及实现操作的语言。数据操作是对系统动态特性的描述。 3 。数据完整性约束 数据完整性约束是一组完整性规则的集合，规定数据库状态及状态变化所应满足的条件，以保证数据的正确性、有效性和相容性。
习题 2.1选择题 1、线性表的顺序存储结构是一种（A）的存储结构，线性表的链式存储结构是一种（B）的存储结构。 A、随机存取 B、顺序存取 C、索引存取 D、散列存取 2、对于一个线性，既要求能够进行较快的插入和删除，又要求存储结构能够反映数据元素之间的逻辑关系，则应该选择（B）。 A、顺序存储方式 B、链式存储方式 C、散列存储方式 D、索引存储方式 3、已知，L是一个不带头结点的单链表，p指向其中的一个结点，选择合适的语句实现在p结点的后面插入s结点的操作（B）。 A、p->next=s ; s->next=p->next ; B、s->next=p->next ; p->next=s ; C、p->next=s ; s->next=p ; D、s->next=p ; p->next=s ; 4、单链表中各结点之间的地址（ C D）。 A、必须连续 B、部分地址必须连续 C、不一定连续 D、连续与否都可以 5、在一个长度为n的顺序表中向第i个元素（0 习题2参考答案 1．分别写出求两个正整数最大公约数的递推与递归算法。 参考答案： int gcd(int x, int y) { int a, b, t, r; a=x; b=y; if (a q=&a[n/2]; p=a; if(n==1) return a[0]; else return min(minnum(p,n/2),minnum(q,n/2)); } 4．试写出将一个元素插入到有序线性表中的算法。 参考答案： int insert(int a[ ], int b, int n ,int m) { if (n = =m) printf("overflow"); else { if (n= =0) a[n]= b; else { i=n-1; while((i＞=0)&&(a[i]＞b)) { a[i+1]=a[i]；i=i-1;} a[i+1]= b; } n=n+1; } return n; } 5．编写一个算法，将两个线性表合并成一个有序表。 参考答案： void merge(int a[ ],int b[ ],int c[ ],int m,int n) { int i,j,k; i=j=k=0; while(i 数据模型与数据库系统结构 1.数据 为了了解世界，研究世界和交流信息，我们需要描述各种事物，用自然语言来描述虽然很直接，但是过于烦琐，不便于形式化，更不利于计算机去表达，为此，我们常常只抽取那些感兴趣的事物特征或属性来描述它。 例如：XX今天下课回到寝室，跟室友说，啊，兄弟们，我单身了！！~~~~准备请大家吃顿饭庆祝一下~~~~ 大家好奇的问 他叫小雪，21岁，是医护系的，护理专业和我是老乡，遵义人。 我们可以从胡锋的描述中获取到以下一条记录，小雪今年21岁遵义人是医护系护理专业的学生，那这种描述事物的符号记录我们称为数据。 数据有一定的格式，例如姓名在中国而言一般是4个汉字的字符（某些少数民族），性别呢是一个汉字字符，等等，那这些我们称为数据的语法，而数据的含义是数据的语义。我们通过解释、推论，归纳，分析和综合等等方法，从数据中获得有意义的内容称为信息。因此，数据是信息存在的一种形式，只有通过解释或处理才能成为有用的信息。 一般来说，数据库中的数据具有以下两个特征 1）数据的静态特征 包括数据的基本结构，数据间的联系和对数据取值范围的约束 学生管理的例子 在学生基本信息中包括：学号，姓名，性别，出生日期，专业，家庭地址。 这些都是学生所具有的基本特征，是学生数据的基本结构。 学生选课信息中包括：学号，课程号，考试成绩等信息，其中选课信息和学生基本信息中的学号是有一定关联的，即选课信息中的学号所能选取的值必须在学生基本信息中的学号取值范围之内，只有这样，学生选课信息中所描述的学生选课情况才是有意义的。 说白一点，也就是这个学生要存在，他才会有选课信息。这个就是数据之间的联系。 最后，我们再来看看什么是数据取值范围的约束 例如，人的性别一项取值只能是男或女，课程的学分一般是大于0的整数值，而我们的考试成绩一般在0~100分范围内等，这些都是对某个列的数据取值范围进行的限制，目的是在数据库中存储正确的，有意义的数据，这就是对数据取值范围的约束 2）数据的动态特征 数据的动态特征是指对数据可以进行的操作以及操作规则。 对数据库数据的操作主要是有查询数据和更改数据，更改数据一般又包括对数据的插入，删除和修改 通常我们将数据的静态特征和动态特征的描述称为数据模型三要素。即描述数据时要包括数据的基本结构，数据的约束条件和定义在数据 数据是信息的载体，是描述客观事物的数、字符、以及所有能输入到计算机中，被计算机程序识别和处理的符号（数值、字符等）的集合。 数据元素（数据成员）是数据的基本单位。在不同的条件下，数据元素又可称为元素、结点、顶点、记录等 数据对象具有相同性质的数据元素（数据成员）的集合 数据结构由某一数据对象及该对象中所有数据成员之间的关系组成。记为Data_Structure = {D, R}其中，D是某一数据对象，R是该对象中所有数据成员之间的关系的有限集合。 数据类型是指一种类型，以及定义在这个值集合上的一组操作的总称。 判断一个算法的优劣主要标准：正确性、可使用性、可读性、效率、健壮性、简单性。 算法效率的衡量方法：后期测试，事前估计 算法分析是算法的渐进分析简称 数据结构包括“逻辑结构”和“物理结构”两个方面(层次): 逻辑结构是对数据成员之间的逻辑关系的描述，它可以用一个数据成员的集合和定义在此集合上的若干关系来表示物理结构是逻辑结构在计算机中的表示和实现，故又称“存储结构” 线性表的定义：n（≥ 0）个表项的有限序列L =（a1, a2, …, an）ai是表项，n是表长度。第一个表项是表头，最后一个是表尾。 线性表的特点：表中元素的数据类型相同；线性表中，结点和结点间的关系是一对一的，有序表和无序表线性表的存储方式。一，顺序存储方式，二，链表存储方式。 顺序表的存储表示有2种方式：静态方式和动态方式。 顺序表的定义是：把线性表中的所有表项按照其逻辑顺序依次存储到从计算机存储中指定存储位置开始的一块连续的存储空间中。 顺序表的特点：用地址连续的一块存储空间顺序存放各表项，各表项的逻辑顺序与物理顺序一致，对各个表项可以顺序访问，也可以随机访问。 单链表是一种最简单的链表表示，也叫线性链表，用她来表示线性表时，用指针表示结点间的逻辑关系。特点：是长度可以很方便地进行扩充。 连续存储方式（顺序表）特点：存储利用率高，存取速度快缺点：插入、删除等操作时需要移动大量数据： 链式存储方式（链表）特点：适应表的动态增长和删除。缺点：需要额外的指针存储空间 单链表的类定义：多个类表达一个概念(单链表)。分为：链表结点(ListNode)类，链表(List)类。 循环链表的概念：是另一种形式的表示线性表的链表，它的结点结构与单链表相同，与单链表不同的是链表中表尾结点的LINK域中不是NULL，而是存放了一个指向链表开始结点的指针，这样，只要知道表中任何一个结点的地址，就能遍历表中其他任何一结点。 双向链表的概念：在双向链表的没饿结点中应有两个链接指针作为它的数据成员：1LINK指示它的前驱结点，RLINK 指示它的后继结点，因此，双向链表的每个结点至少有3个域：1LINK(前驱指针) DADA（数据）RLINK（后继指针）。栈：定义为只允许在表的末端进行插入和删除的线性表。特点是：后进先出。 递归的定义：若一个对象部分地包含它自己，或用它自己给自己定义, 则称这个对象是递归的；若一个过程直接地或间接地调用自己, 则称这个过程是递归的过程。以下三种情况常常用到递归方法一。定义是递归的二。数据结构是递归的三问题的解法是递归的。 队列：队列是只允许在一端删除，在另一端插入的顺序表允许删除的一端叫做队头，允许插入的一端叫做队尾。特性：先进先出。 优先级队列：是不同于先进先出队列的另一种队列。每次从队列中取出的是具有最高优先权的元素。多维数组是一维数组的推广。 多维数组是一维数组的推广。多维数组的特点是每一个数据元素可以有多个直接前驱和多个直接后继。数组元素的下标一般具有固定的下界和上界，因此它比其他复杂的非线性结构简单。 字符串是n ( ≥ 0 ) 个字符的有限序列，记作S : “c1c2c3…cn”其中，S 是串名字c1c2c3…cn”是串值ci 是串中字符n 是串的长度，n = 0 称为空串。 广义表是n ( ≥0 ) 个表元素组成的有限序列，记作LS (a1, a2, a3, …, an)，LS 是表名，ai 是表元素，可以是表（称为子表），可以是数据元素（称为原子）。n为表的长度。n = 0 的广义表为空表。n > 0时，表的第一个表元素称为广义表的表头（head），除此之外，其它表元素组成的表称为广义表的表尾（tail 有根树：一棵有根树T，简称为树，它是n (n≥0) 个结点的有限集合。当n = 0时，T 称为空树；否则，T 是非空树，记作T={ 空集n=0 {r,T1,T2….Tn},n>0第2章 基本数据结构及算法习题参 考答案
数据模型与数据库系统结构
数据结构知识点整理
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