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公共基础知识第一章数据结构与算法1.1 算法1.1.1 算法的基本概念1、算法的基本特征可行性、确定性、有穷性、拥有足够的情报所谓算法，是一组严谨地定义运算顺序的规则，并且每一个规则都是有效的，且是明确的，此顺序将在有限的次数下终止。
2、算法的基本要素（1）算法中对数据的运算和操作在一般的计算机系统中，基本的运算和操作：算术运算、逻辑运算、关系运算、数据传输（2）算法的控制结构描述算法的工具：传统流程图、N-S结构化流程图、算法描述语言等一个算法一般都可以用顺序、选择、循环三种基本控制结构组合而成3、算法设计基本方法列举法、归纳法、递推（本质上也属于归纳法，递推关系式往往是归纳的结果）、递归（基础也是归纳，分为直接递归和间接递归两种）、减半递推技术、回溯法（“试”）1.1.2 算法复杂度1、算法的时间复杂度（执行算法所需要的计算工作量）算法的工作量用算法所执行的基本运算次数来度量，而算法所执行的基本运算次数是问题规模的函数算法的工作量=f(n)，n是问题的规模两个n阶矩阵相乘所需要的基本运算（即两个实数的乘法）次数为n3，即计算工作量为n3，也就是时间复杂度为n3对于一个固定的规模，算法所执行的基本运算次数还可能与特定的输入有关——可以用两种方法来分析算法的工作量：平均性态、最坏情况复杂性2、算法的空间复杂度（执行这个算法所需要的内存空间）如果额外空间量相对于问题规模来说是常数，则称该算法是原地工作的1.2 数据结构的基本概念数据结构主要有三个方面的问题：●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●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●对各种数据结构进行的运算提高数据处理的效率，主要包括两个方面：●提高数据处理的速度●尽量节省在数据处理过程中所占用的计算机存储空间1.2.1 什么是数据结构无序表，只能用顺序查找对分查找只适用于有序表（在词典中查单词的方法类似于对分查找）数据结构是指相互有关联的数据元素的集合（向量、矩阵、图书馆中的图书卡片目录……）在数据处理领域中，通常把数据元素之间这种固有的关系简单地用前后件关系（直接前驱与直接后继关系）来描述，前后件关系所表示的实际意义随具体对象的不同而不同1、数据的逻辑结构一个数据结构应包含以下两方面的信息：●表示数据元素的信息●表示各数据元素之间的前后件关系（数据元素之间的前后件关系是指它们的逻辑关系，而与它们在计算机中的存储位置无关）一个数据结构可以表示成：B=（D，R）D为数据元素的集合，R为D中各数据元素之间的前后件关系（一般用二元组来表示）a与b是D中的两个数据，则二元组（a,b）表示a是b的前件，b是a的后件2、数据的存储结构各数据元素在计算机存储空间中的位置关系与它们的逻辑关系不一定是相同的，而且一般也不可能相同一种数据的逻辑结构根据需要可以表示成多种存储结构，常用的存储结构有顺序、链接、索引等存储结构1.2.2 数据结构的图形表示在数据结构中，没有前件的结点称为根结点，没有后件的结点称为终端结点（叶子结点）数据结构中除了根结点与终端结点外的其他结点一般称为内部结点在对数据结构的处理过程中，不仅数据结构中的结点（即数据元素）个数在动态地变化，而且，各数据元素之间的关系也有可能在动态地变化1.2.3 线性结构与非线性结构根据数据结构中各数据元素之间前后件关系的复杂程度，一般将数据结构分为两大类型：线性结构和非线性结构如果一个非空的数据结构满足两个条件：●有且只有一个根结点●每一个结点最多有一个前件，也最多有一个后件则称该数据结构为线性结构。
第1章数据结构与算法（13%）重要考点提示：1）算法复杂度。
2）栈、队列、线性链表的基本概念3）二叉树的存储结构4）线性表、树的结点计算和遍历5）冒泡排序的最坏次数计算一、算法考点1 算法的基本概念记一些概念即可1、算法：对解题方案的准确而完整的描述。
重点2、算法的基本特征重点①可行性针对实际问题设计的算法，人们总是希望能够得到满意的结果。
但一个算法又总是在某个特定的计算工具上执行的，因此算法在执行过程中往往要受到计算工具的限制，使执行结果产生偏差。
算法与计算公式是有差别的，在设计一个算法时，必须考虑它的可行性，否则将得不到满意的结果。
②确定性算法的确定性是指算法中的每一个步骤必须有明确的定义，不能产生歧义。
这一性质也反映了算法与数学公式的明显差别。
③有穷性算法的有穷性，是指算法必须能在有限的时间内做完，即算法必须能在执行有限个步骤之后终止。
算法的有穷性还包括合理的执行时间的含义，因为如果一个算法需要执行千万年，显然失去了价值。
④拥有足够的情报一个算法是否有效，还取决为算法所提供的情报是否足够。
通常，算法中的各种运算总是要施加到各个运算对象上，而这些运算对象又可能具有某种初始状态，这是算法执行的起点或是依据。
因此，一个算法执行的结果总是与输入的初始数据有关，不同的输入将会有不同的结果输出。
当输入不够或输入错误时，算法本身也就无法执行或导致执行有错。
一般来说，当算法拥有足够的情报时，此算法才是有效的，而当提供的情报不够时，算法可能无效。
有的认为是：可行性、确定性、有穷性、有输入、有输出。
3、算法的基本要素重点①算法中对数据的运算和操作②算法的控制结构可理解为：一个算法是由控制结构（顺序、分支和循环三种）和原操作（指固有数据类型的操作）构成的，则算法时间取决于两者的综合效果。
即：算法= 控制结构+ 原操作（固有数据类型的操作）解释：了解①算法中对数据的运算和操作每个算法实际上是按解题要求，从环境能进行的操作中选择合适的操作所组成的一组指令序列。
第一章数据结构与算法经过对部分考生的调查以及对近年真题的总结分析，笔试部分经常考查的是算法复杂度、数据结构的概念、栈、二叉树的遍历、二分法查找，读者应对此部分进行重点学习。
详细重点学习知识点：1 •算法的概念、算法时间复杂度及空间复杂度的概念2.数据结构的定义、数据逻辑结构及物理结构的定义3 •栈的定义及其运算、线性链表的存储方式4.树与二叉树的概念、二叉树的基本性质、完全二叉树的概念、二叉树的遍历5.二分查找法6.冒泡排序法1.1算法考点1算法的基本概念考试链接：考点1在笔试考试中考核的几率为30%,主要是以填空题的形式出现，分值为2分，此考点为识记内容，读者还应该了解算法中对数据的基本运算。
计算机解题的过程实际上是在实施某种算法，这种算法称为计算机算法。
1.算法的基本特征：可行性、确定性、有穷性、拥有足够的情报。
2.算法的基本要素：(1)算法中对数据的运算和操作一个算法由两种基本要素组成：一是对数据对象的运算和操作；二是算法的控制结构。
在一般的计算机系统中，基本的运算和操作有以下4类：算术运算、逻辑运算、关系运算和数据传输。
(2)算法的控制结构：算法中各操作之间的执行顺序称为算法的控制结构。
描述算法的工具通常有传统流程图、N-S结构化流程图、算法描述语言等。
一个算法一般都可以用顺序、选择、循环3种基本控制结构组合而成。
考点2算法复杂度考试链接：考点2在笔试考试中，是一个经常考查的内容，在笔试考试中出现的几率为70%，主要是以选择的形式出现，分值为2分，此考点为重点识记内容，读者还应该识记算法时间复杂度及空间复杂度的概念。
1•算法的时间复杂度算法的时间复杂度是指执行算法所需要的计算工作量。
同一个算法用不同的语言实现，或者用不同的编译程序进行编译，或者在不同的计算机上运行，效率均不同。
这表明使用绝对的时间单位衡量算法的效率是不合适的。
撇开这些与计算机硬件、软件有关的因素，可以认为一个特定算法"运行工作量"的大小，只依赖于问题的规模（通常用整数n表示），它是问题规模的函数。
第一章数据结构与算法1.1 算法1、算法是指解题方案的准确而完整的描述。
换句话说，算法是对特定问题求解步骤的一种描述。
算法规定了解决某类问题所需的操作语句以及执行顺序，使其能通过有限的指令语句，在一定时间内解决问题。
算法是一个操作序列、有限长度，目的是解决某类问题。
*：算法不等于程序，也不等于计算方法。
程序的编制不可能优于算法的设计。
2、算法的基本特征（1）可行性。
针对实际问题而设计的算法，执行后能够得到满意的结果。
（2）确定性。
每一条指令的含义明确，无二义性。
并且在任何条件下，算法只有唯一的一条执行路径，即相同的输入只能得出相同的输出。
（3）有穷性。
算法必须在有限的时间内完成。
有两重含义，一是算法中的操作步骤为有限个，二是每个步骤都能在有限时间内完成。
（4）拥有足够的情报。
指的是有足够的输入和输出。
*：综上所述，所谓算法，是一组严谨地定义运算顺序的规则，并且每一个规则都是有效的，且是明确的，此顺序将在有限的次数下终止。
3、算法的基本要素一个算法通常由两种基本要素组成：一是对数据对象的运算和操作；二是算法的控制结构。
(1）算法中对数据的运算和操作每个算法实际上市按解题要求从环境能进行的所有操作中选择合适的操作所组成的一组指令序列。
因此，计算机算法就是计算机能处理的操作所组成的指令序列。
在一般的计算机系统中，基本的运算和操作有以下四类：①算术运算：主要包括加、减、乘、除等运算；②逻辑运算：主要包括与(AND)、或(OR)、非(NOT)等运算；③关系运算：主要包括大于、小于、等于、不等于等运算④数据传输：主要包括赋值、输入、输出等操作。
(2)算法的控制结构顺序、选择和循环。
4、算法的基本方法（计算机解题的过程实际上是在实施某种算法）（1）列举法（列举所有解决方案）根据提出的问题，列举所有可能的情况，并用问题中给定的条件检验哪些是需要的，哪些是不需要的。
（2）归纳法（特殊->一般）适合于列举量为无限的情况通过列举少量的特殊情况，经过分析，最后找出一般的关系。
第一章数据结构与算法经过对局部考生的调查以与对近年真题的总结分析，笔试局部经常考察的是算法复杂度、数据结构的概念、栈、二叉树的遍历、二分法查找，读者应对此局部进展重点学习。
详细重点学习知识点：1．算法的概念、算法时间复杂度与空间复杂度的概念2．数据结构的定义、数据逻辑结构与物理结构的定义3．栈的定义与其运算、线性链表的存储方式4．树与二叉树的概念、二叉树的根本性质、完全二叉树的概念、二叉树的遍历5．二分查找法6．冒泡排序法1.1算法考点1 算法的根本概念考试：考点1在笔试考试中考核的几率为30%，主要是以填空题的形式出现，分值为2分，此考点为识记容，读者还应该了解算法中对数据的根本运算。
计算机解题的过程实际上是在实施某种算法，这种算法称为计算机算法。
1．算法的根本特征：可行性、确定性、有穷性、拥有足够的情报。
2．算法的根本要素：〔1〕算法中对数据的运算和操作一个算法由两种根本要素组成：一是对数据对象的运算和操作；二是算法的控制结构。
在一般的计算机系统中，根本的运算和操作有以下4类：算术运算、逻辑运算、关系运算和数据传输。
〔2〕算法的控制结构：算法中各操作之间的执行顺序称为算法的控制结构。
描述算法的工具通常有传统流程图、N-S结构化流程图、算法描述语言等。
一个算法一般都可以用顺序、选择、循环3种根本控制结构组合而成。
考点2 算法复杂度考试：考点2在笔试考试中，是一个经常考察的容，在笔试考试中出现的几率为70%，主要是以选择的形式出现，分值为2分，此考点为重点识记容，读者还应该识记算法时间复杂度与空间复杂度的概念。
1.算法的时间复杂度算法的时间复杂度是指执行算法所需要的计算工作量。
同一个算法用不同的语言实现，或者用不同的编译程序进展编译，或者在不同的计算机上运行，效率均不同。
这说明使用绝对的时间单位衡量算法的效率是不适宜的。
撇开这些与计算机硬件、软件有关的因素，可以认为一个特定算法"运行工作量"的大小，只依赖于问题的规模〔通常用整数n表示〕，它是问题规模的函数。
国家计算机二级考试公共基础知识教材公共基础知识总结之第一章数据结构与算法 (1)公共基础知识总结之第二章程序设计基础 (4)公共基础知识总结之第三章软件工程基础 (5)公共基础知识总结之第四章数据库系统 (8)公共基础知识总结之第一章数据结构与算法第一章数据结构与算法1.1 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。
1.2 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。
国家计算机二级考试公共基础知识教材公共基础知识总结之第一章数据结构与算法 (1)公共基础知识总结之第二章程序设计基础 (4)公共基础知识总结之第三章软件工程基础 (5)公共基础知识总结之第四章数据库系统 (8)公共基础知识总结之第一章数据结构与算法第一章数据结构与算法1.1 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。
1.2 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。
第一章数据结构与算法第一节算法一、算法的基本概念所谓算法是指解题方案的准确而完整的描述。
1、算法的基本特征:(1)可行性(2)确定性(3)有穷性(4)拥有足够的情报2、算法的基本要素(1)算法中对数据的运算和操作算术运算，逻辑运算，关系运算，数据传输(2)算法的控制结构：算法中各操作之间的执行顺序称为算法的控制结构。
一个算法可以用顺序、选择、循环三种基本控制结构组合而成。
2、算法设计的基本方法(1)列举法(2)归纳法(3)递推(4)递归(5)减半递推技术二、算法复杂度1、算法的时间复杂度：指执行算法所需要的计算工作量。
用算法在执行过程中所需基本运算的次数来衡量算法的工作量。
方法：平均性态，最坏情况复杂性2、算法的空间复杂度：指执行这个算法所需的内存空间。
第二节数据结构的基本概念一、什么是数据结构数据结构是指相互有关联的数据元素的集合。
如：(1)春、夏、秋、冬(2)父亲、儿子、女儿(1)数据元素有共同的特征(2)各个元素之间存在着某种关系(联系)。
用前后件关系来描述。
如：夏是秋的前件，秋是夏的后件。
父亲是儿子和女儿的前件儿子和女儿都是父亲的后件1、数据的逻辑结构数据结构是指带有结构的数据元素的集合。
一个数据结构应包含以下两方面的信息：(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，前后件关系是逻辑关系，与它们在计算机中的存储位置无关。
数据的逻辑结构反映数据元素之间的逻辑关系。
2、数据的存储结构数据的逻辑结构在计算机中的存放形式称为数据的存储结构，也称数据的物理结构。
采用不同的存储结构，数据处理的效率不同。
一般情况下，数据的逻辑结构和存储结构是不同的。
二、数据结构的图形表示每一个数据元素用中间标有元素值的方框表示，称为数据结点，简称结点。
用一条有向线段从前件结点指向后件结点。
父亲丨在数据结构中，没有前件的结点称为根结点，没有后件的结点称为终端结—午—点(也称为叶子结点)。
其他结点一儿子女儿般称为内部结点。
第一章数据结构与算法一、内容要点（一）算法1．算法的基本概念算法是指解题方案的准确而完整的描述。
即是一组严谨地定义运算顺序的规则，并且每一个规则都是有效的，且是明确的，没有二义性，同时该规则将在有限次运算后可终止。
1）算法的基本特征（1）可行性由于算法的设计是为了在某一个特定的计算工具上解决某一个实际的问题而设计的，因此，它总是受到计算工具的限制，使执行产生偏差。
如：计算机的数值有效位是有限的，当大数和小数进行运算时，往往会因为有效位数的影响而使小数丢失，因此，在算法设计时，应该考虑到这一点。
（2）确定性算法的设计必须是每一个步骤都有明确的定义，不允许有模糊的解释，也不能有多义性。
例如，一个实际的问题，小宝和萍萍共有12个苹果，小宝比萍萍多4个，请问小宝和萍萍各有几个苹果？这个问题，我们可以立一个方程组x+y=12和x-y=4来求解，要求x和y的值，公式是正确的，但如何让计算能够进行计算，我们的算法不能把公式直接输进去，而应该设计出解题的步骤和过程。
即设计的算法是计算工具所能够正常解决问题的过程。
（3）有穷性算法的有穷性，即在一定的时间是能够完成的，即算法应该在计算有限个步骤后能够正常结束。
例如，在数学中的无穷级数，在计算机中只能求有限项，即计算的过程是有穷的。
（4）拥有足够的情报算法的执行与输入的数据和提供的初始条件相关，不同的输入或初始条件会有不同的输出结果，提供准确的初始条件和数据，才能使算法正确执行。
2）算法的基本要素一是数据对象的运算和操作，二是算法的控制结构。
（1）算法中对数据的运算和操作算法实际上是按解题要求从环境能进行的所有操作中选择合适的操作所组成的一组指令序列。
即算法是计算机所能够处理的操作所组成的指令序列。
（2）算法的控制结构算法的功能不仅取决于所选用的操作，而且还与各操作之间的顺序有关。
在算法中，操作的执行顺序又称算法的控制结构，一般的算法控制结构有三种：顺序结构、选择结构和循环结构。
⼀.算法的基本概念计算机解题的过程实际上是在实施某种算法，这种算法称为计算机算法。
1.算法的基本特征：可⾏性，确定性，有穷性，拥有⾜够的情报。
2.算法的基本要素：算法中对数据的运算和操作、算法的控制结构。
3.算法设计的基本⽅法：列举法、归纳法、递推、递归、减半递推技术、回溯法。
4.算法设计的要求：正确性、可读性、健壮性、效率与低存储量需求⼆.算法的复杂度1.算法的时间复杂度：指执⾏算法所需要的计算⼯作量2.算法的空间复杂度：执⾏这个算法所需要的内存空间三.数据结构的定义1.数据的逻辑结构：反映数据元素之间的关系的数据元素集合的表⽰。
数据的逻辑结构包括集合、线形结构、树形结构和图形结构四种。
2.数据的存储结构：数据的逻辑结构在计算机存储空间种的存放形式称为数据的存储结构。
常⽤的存储结构有顺序、链接、索引等存储结构。
四.数据结构的图形表⽰：在数据结构中，没有前件的结点称为根结点；没有后件的结点成为终端结点。
插⼊和删除是对数据结构的两种基本运算。
还有查找、分类、合并、分解、复制和修改等。
五.线性结构和⾮线性结构根据数据结构中各数据元素之间前后件关系的复杂程度，⼀般将数据结构分为两⼤类型：线性结构和⾮线性结构。
线性结构：⾮空数据结构满⾜：有且只有⼀个根结点；每个结点最多有⼀个前件，最多只有⼀个后件。
⾮线性结构：如果⼀个数据结构不是线性结构，称之为⾮线性结构。
常见的线性结构：线性表、栈、队列六.线性表的定义线性表是n 个元素构成的有限序列（A1，A2，A3……）。
表中的每⼀个数据元素，除了第⼀个以外，有且只有⼀个前件。
除了最后⼀个以外有且只有⼀个后件。
即线性表是⼀个空表，或可以表⽰为（a1,a2,……an）, 其中ai(I=1,2,……n)是属于数据对象的元素，通常也称其为线性表中的⼀个结点。
⾮空线性表有如下⼀些特征：（1）有且只有⼀个根结点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。
考点1 算法的复杂度【考点精讲】1．算法的基本概念计算机算法为计算机解题的过程实际上是在实施某种算法。
算法的基本特征：可行性、确定性、有穷性、拥有足够的情报。
2．算法复杂度算法复杂度包括时间复杂度和空间复杂度。
考点2 逻辑结构和存储结构【考点精讲】1．逻辑结构数据的逻辑结构是对数据元素之间的逻辑关系的描述，它可以用一个数据元素的集合和定义在此集合中的若干关系来表示。
数据的逻辑结构有两个要素：一是数据元素的集合，通常记为D；二是D上的关系，它反映了数据元素之间的前后件关系，通常记为R。
一个数据结构可以表示成B=（D，R）其中B表示数据结构。
为了反映D中各数据元素之间的前后件关系，一般用二元组来表示。
例如，如果把一年四季看作一个数据结构，则可表示成B =（D,R）D ={春季，夏季，秋季，冬季}R ={（春季，夏季）,（夏季，秋季），（秋季，冬季）}2．存储结构数据的逻辑结构在计算机存储空间中的存放形式称为数据的存储结构（也称数据的物理结构）。
由于数据元素在计算机存储空间中的位置关系可能与逻辑关系不同，因此，为了表示存放在计算机存储空间中的各数据元素之间的逻辑关系（即前后件关系），在数据的存储结构中，不仅要存放各数据元素的信息，还需要存放各数据元素之间的前后件关系的信息。
一种数据的逻辑结构根据需要可以表示成多种存储结构，常用的存储结构有顺序、链接等存储结构。
顺序存储方式主要用于线性的数据结构，它把逻辑上相邻的数据元素存储在物理上相邻的存储单元里，结点之间的关系由存储单元的邻接关系来体现。
链式存储结构就是在每个结点中至少包含一个指针域，用指针来体现数据元素之间逻辑上的联系。
考点3 线性结构和非线性结构【考点精讲】根据数据结构中各数据元素之间前后件关系的复杂程度，一般将数据结构分为两大类型：线性结构与非线性结构。
如果一个非空的数据结构满足下列两个条件：（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。
全国计算机二级测验——第一章数据结构与算法作者：日期：全国计算机二级考试第一章数据结构与算法1. _________________________ 一个算法一般都可以用、、三种控制结构组合完成。
［解析］顺序、选择（分支）、循环（重复）一个算法通常由两种基本要素组成：一是对数据对象的运算和操作，二是 __________ 。
［解析］算法的控制结构在一般的计算机系统中，有算术运算、逻辑运算、关系运算和__________ 四类基本的操作和运算。
［解析］数据传输2. 常用于解决“是否存在”或“有多少种可能”等类型的问题（例如求解不定方程的问题）的算法涉及基本方法是（）A．列举法 B.归纳法 C.递归法 D.减半递推法［解析］列举就是列举出所有可能性，将所有可能性统统列举出来，然后解决问题的方法。
所以A3. ______________________________________ 根据提出的问题，列举所有可能的情况，并用问题中给定的条件检验哪些是需要的，哪些是不需要的，这是算法设计基本方法中的。
［解析］列举法4. 通过列举少量的特殊情况，经过分析，最后找出一般的关系的算法设计思想是（）A．列举法 B.归纳法 C.递归法 D.减半递推法［解析］B5. 在用二分法求解方程在一个闭区间的实根时，采用的算法设计技术是（）A．列举法 B.归纳法 C.递归法 D.减半递推法［解析］二分法就是从一半处比较，减半递推技术也称分治法，将问题减半。
所以D6. _________________ 将一个复杂的问题归结为若干个简单的问题，然后将这些较简单的问题再归结为更简单的问题，这个过程可以一直做下去，直到最简单的问题为止，这是算法设计基本方法中的___。
如果一个算法P显式地调用自己则称为___。
如果算法P调用另一个算法Q,而算法Q 又调用算法P，则称为.［解析］递归法直接递归间接递归调用7. __________________________________ 算法中各操作之间的执行顺序称为___ 。
考点1 算法的复杂度【考点精讲】1．算法的基本概念计算机算法为计算机解题的过程实际上是在实施某种算法。
算法的基本特征：可行性、确定性、有穷性、拥有足够的情报。
2．算法复杂度算法复杂度包括时间复杂度和空间复杂度。
名称描述时间复杂度是指执行算法所需要的计算工作量空间复杂度是指执行这个算法所需要的内存空间考点2 逻辑结构和存储结构【考点精讲】1．逻辑结构数据的逻辑结构是对数据元素之间的逻辑关系的描述，它可以用一个数据元素的集合和定义在此集合中的若干关系来表示。
数据的逻辑结构有两个要素：一是数据元素的集合，通常记为D；二是D上的关系，它反映了数据元素之间的前后件关系，通常记为R。
一个数据结构可以表示成B=（D，R）其中B表示数据结构。
为了反映D中各数据元素之间的前后件关系，一般用二元组来表示。
例如，如果把一年四季看作一个数据结构，则可表示成B =（D,R）D ={春季，夏季，秋季，冬季}R ={（春季，夏季）,（夏季，秋季），（秋季，冬季）}2．存储结构数据的逻辑结构在计算机存储空间中的存放形式称为数据的存储结构（也称数据的物理结构）。
由于数据元素在计算机存储空间中的位置关系可能与逻辑关系不同，因此，为了表示存放在计算机存储空间中的各数据元素之间的逻辑关系（即前后件关系），在数据的存储结构中，不仅要存放各数据元素的信息，还需要存放各数据元素之间的前后件关系的信息。
一种数据的逻辑结构根据需要可以表示成多种存储结构，常用的存储结构有顺序、链接等存储结构。
顺序存储方式主要用于线性的数据结构，它把逻辑上相邻的数据元素存储在物理上相邻的存储单元里，结点之间的关系由存储单元的邻接关系来体现。
链式存储结构就是在每个结点中至少包含一个指针域，用指针来体现数据元素之间逻辑上的联系。
考点3 线性结构和非线性结构【考点精讲】根据数据结构中各数据元素之间前后件关系的复杂程度，一般将数据结构分为两大类型：线性结构与非线性结构。
如果一个非空的数据结构满足下列两个条件：（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。
则称该数据结构为线性结构。
线性结构又称线性表。
在一个线性结构中插入或删除任何一个结点后还应是线性结构。
栈、队列、串等都线性结构。
如果一个数据结构不是线性结构，则称之为非线性结构。
数组、广义表、树和图等数据结构都是非线性结构。
考点4 栈【考点精讲】1．栈的基本概念栈（stack）是一种特殊的线性表，是限定只在一端进行插入与删除的线性表。
在栈中，一端是封闭的，既不允许进行插入元素，也不允许删除元素；另一端是开口的，允许插入和删除元素。
通常称插入、删除的这一端为栈顶，另一端为栈底。
当表中没有元素时称为空栈。
栈顶元素总是后被插入的元素，从而也是最先被删除的元素；栈底元素总是最先被插入的元素，从而也是最后才能被删除的元素。
栈是按照“先进后出”或“后进先出”的原则组织数据的。
例如，枪械的子弹匣就可以用来形象的表示栈结构。
子弹匣的一端是完全封闭的，最后被压入弹匣的子弹总是最先被弹出，而最先被压入的子弹最后才能被弹出。
2．栈的顺序存储及其运算栈的基本运算有三种：入栈、退栈与读栈顶元素。
（1）入栈运算：入栈运算是指在栈顶位置插入一个新元素。
（2）退栈运算：退栈是指取出栈顶元素并赋给一个指定的变量。
（3）读栈顶元素：读栈顶元素是指将栈顶元素赋给一个指定的变量。
考点5 队列【考点精讲】1．队列的基本概念队列是只允许在一端进行删除，在另一端进行插入的顺序表，通常将允许删除的这一端称为队头，允许插入的这一端称为队尾。
当表中没有元素时称为空队列。
队列的修改是依照先进先出的原则进行的，因此队列也称为先进先出的线性表，或者后进后出的线性表。
例如：火车进遂道，最先进遂道的是火车头，最后是火车尾，而火车出遂道的时候也是火车头先出，最后出的是火车尾。
若有队列：Q =（q1，q2，…，qn）那么，q1为队头元素（排头元素），qn为队尾元素。
队列中的元素是按照q1，q2，…，qn 的顺序进入的，退出队列也只能按照这个次序依次退出，即只有在q1，q2，…，qn-1 都退队之后，qn才能退出队列。
因最先进入队列的元素将最先出队，所以队列具有先进先出的在树结构中，每一个结点可以有多个后件，称为该结点的子结点。
没有后件的结点称为叶子结点。
例如，在图1-1中，结点D，E，F均为叶子结点。
度在树结构中，一个结点所拥有的后件的个数称为该结点的度，所有结点中最大的度称为树的度。
例如，在图1-1中，根结点A和结点B的度为2，结点C的度为1，叶子结点D，E，F 的度为0。
所以，该树的度为2。
深度定义一棵树的根结点所在的层次为1，其他结点所在的层次等于它的父结点所在的层次加1。
树的最大层次称为树的深度。
例如，在图1-1中，根结点A在第1层，结点B，C在第2层，结点D，E，F在第3层。
该树的深度为3。
子树在树中，以某结点的一个子结点为根构成的树称为该结点的一棵子树。
2、二叉树基本性质二叉树具有以下几个性质：性质1：在二叉树的第k层上，最多有2k-1（k≥1）个结点；性质2：深度为m的二叉树最多有2m-1个结点；性质3：在任意一棵二叉树中，度为0的结点（即叶子结点）总是比度为2的结点多一个。
性质4：具有n个结点的二叉树，其深度至少为［log2n］+1，其中［log2n］表示取log2n 的整数部分。
3、满二叉树与完全二叉树满二叉树是指这样的一种二叉树：除最后一层外，每一层上的所有结点都有两个子结点。
在满二叉树中，每一层上的结点数都达到最大值，即在满二叉树的第k层上有2k-1个结点，且深度为m的满二叉树有2m－1个结点。
完全二叉树是指这样的二叉树：除最后一层外，每一层上的结点数均达到最大值；在最后一层上只缺少右边的若干结点。
对于完全二叉树来说，叶子结点只可能在层次最大的两层上出现：对于任何一个结点，若其右分支下的子孙结点的最大层次为p，则其左分支下的子孙结点的最大层次或为p，或为p+1。
完全二叉树具有以下两个性质：性质5：具有n个结点的完全二叉树的深度为［log2n］+1。
性质6：设完全二叉树共有n个结点。
如果从根结点开始，按层次（每一层从左到右）用自然数1，2，……，n给结点进行编号，则对于编号为k（k=1，2，……，n）的结点有以下结论：①若k=1，则该结点为根结点，它没有父结点；若k>1，则该结点的父结点编号为INT（k/2）。
②若2k≤n，则编号为k的结点的左子结点编号为2k；否则该结点无左子结点（显然也没有右子结点）。
③若2k+1≤n，则编号为k的结点的右子结点编号为2k+1；否则该结点无右子结点。
考点8 二叉树的遍历【考点精讲】在遍历二叉树的过程中，一般先遍历左子树，再遍历右子树。
在先左后右的原则下，根据访问根结点的次序，二叉树的遍历分为三类：前序遍历、中序遍历和后序遍历。
（1）前序遍历：先访问根结点、然后遍历左子树，最后遍历右子树；并且，在遍历左、右子树时，仍然先访问根结点，然后遍历左子树，最后遍历右子树。
例如，对图1-1中的二叉树进行前序遍历的结果（或称为该二叉树的前序序列）为：A，B，D，E，C，F。
（2）中序遍历：先遍历左子树、然后访问根结点，最后遍历右子树；并且，在遍历左、右子树时，仍然先遍历左子树，然后访问根结点，最后遍历右子树。
例如，对图1-1中的二叉树进行中序遍历的结果（或称为该二叉树的中序序列）为：D，B，E，A，C，F。
（3）后序遍历：先遍历左子树、然后遍历右子树，最后访问根结点；并且，在遍历左、右子树时，仍然先遍历左子树，然后遍历右子树，最后访问根结点。
例如，对图1-1中的二叉树进行后序遍历的结果（或称为该二叉树的后序序列）为：D，E，B，F，C，A。
考点9 顺序查找【考点精讲】查找是指在一个给定的数据结构中查找某个指定的元素。
从线性表的第一个元素开始，依次将线性表中的元素与被查找的元素相比较，若相等则表示查找成功；若线性表中所有的元素都与被查找元素进行了比较但都不相等，则表示查找失败。
例如，在一维数组[21，46，24，99，57，77，86]中，查找数据元素98，首先从第1个元素21开始进行比较，与要查找的数据不相等，接着与第2个元素46进行比较，以此类推，当进行到与第4个元素比较时，它们相等，所以查找成功。
如果查找数据元素100，则整个线性表扫描完毕，仍未找到与100相等的元素，表示线性表中没有要查找的元素。
在下列两种情况下也只能采用顺序查找：（1）如果线性表为无序表，则不管是顺序存储结构还是链式存储结构，只能用顺序查找。
（2）即使是有序线性表，如果采用链式存储结构，也只能用顺序查找。
考点10 二分法查找【考点精讲】二分法查找，也称拆半查找，是一种高效的查找方法。
能使用二分法查找的线性表必须满足两个条件：用顺序存储结构；线性表是有序表。
在本书中，为了简化问题，而更方便讨论，“有序”是特指元素按非递减排列，即从小到大排列，但允许相邻元素相等。
下一节排序中，有序的含义也是如此。
对于长度为n的有序线性表，利用二分法查找元素X的过程如下。
步骤1：将X与线性表的中间项比较：步骤2：如果X的值与中间项的值相等，则查找成功，结束查找；步骤3：如果X小于中间项的值，则在线性表的前半部分以二分法继续查找；步骤4：如果X大于中间项的值，则在线性表的后半部分以二分法继续查找。
例如，长度为8的线性表关键码序列为：[6，13，27，30，38，46，47，70]，被查元素为38，首先将与线性表的中间项比较，即与第4个数据元素30相比较，38大于中间项30的值，则在线性表[38，46，47，70]继续查找；接着与中间项比较，即与第2个元素46相比较，38小于46，则在线性表[38]继续查找，最后一次比较相等，查找成功。
顺序查找法每一次比较，只将查找范围减少1，而二分法查找，每比较一次，可将查找范围减少为原来的一半，效率大大提高。
对于长度为n的有序线性表，在最坏情况下，二分法查找只需比较log2n次，而顺序查找需要比较n次。
考点11 排序【考点精讲】冒泡排序法和快速排序法都属于交换类排序法。
（1）冒泡排序法首先，从表头开始往后扫描线性表，逐次比较相邻两个元素的大小，若前面的元素大于后面的元素，则将它们互换，不断地将两个相邻元素中的大者往后移动，最后最大者到了线性表的最后。
然后，从后到前扫描剩下的线性表，逐次比较相邻两个元素的大小，若后面的元素小于前面的元素，则将它们互换，不断地将两个相邻元素中的小者往前移动，最后最小者到了线性表的最前面。
对剩下的线性表重复上述过程，直到剩下的线性表变空为止，此时已经排好序。
在最坏的情况下，冒泡排序需要比较次数为n（n－1）/2。
（2）快速排序法任取待排序序列中的某个元素作为基准（一般取第一个元素），通过一趟排序，将待排元素分为左右两个子序列，左子序列元素的排序码均小于或等于基准元素的排序码，右子序列的排序码则大于基准元素的排序码，然后分别对两个子序列继续进行排序，直至整个序列有序。
