数据结构与算法_ 线性结构_

第1章绪论1.选择题（1）C （2）B （3）C （4）D （5）B2.判断题（1）√（2）Ⅹ（3）Ⅹ（4）Ⅹ（5）√3.简答题（1）根据数据元素之间的不同逻辑关系，通常将其划分为哪几类结构？【解答】常见的四种逻辑结构有：①集合结构：数据元素间的关系是“属于同一个集合”。

②线性结构：数据元素之间存在着一对一的关系。

③树型结构：数据元素之间存在着一对多的关系。

④图型结构：数据元素之间存在着多对多的关系。

（2）请描述线性结构中数据元素与数据元素之间的关系特点？【解答】线性结构的特点是数据元素之间是一种线性关系，数据元素“一个接一个的排列”。

在线性结构中，有且仅有一个元素被称为“第一个”，除第一个元素之外其他元素均有唯一一个“前驱”；有且仅有一个元素被称为“最后一个”，除最后一个元素之外其他元素均有唯一一个“后继”。

（3）请描述树形结构中数据元素与数据元素之间的关系特点？【解答】树形存储结构，就是数据元素与元素之间存在着一对多关系的数据结构。

在树形存储结构中，树的根节点没有前驱结点，其余的每个节点有且只有一个前驱结点，除叶子结点没有后续节点外，其他节点的后续节点可以有一个或者多个。

（4）常用的存储结构有哪几种，各自的特点是什么？【解答】常见的四种存储结构有：①顺序存储：把逻辑上相邻的元素存储在物理位置相邻的存储单元中。

顺序存储结构是一种最基本的存储表示方法，通常借助于程序设计语言中的数组来实现。

②链接存储：对逻辑上相邻的元素不要求不要求物理位置相邻的存储单元，元素间的逻辑关系通过附设的指针域来表示。

③索引存储：通过建立索引表存储结点信息的方法，其中索引表一般存储结点关键字和一个地点信息，可通过该地址找到结点其它信息。

④散列存储：根据结点的关键字直接计算出该结点的存储地址的方法。

（5）简述算法和程序的区别。

【解答】一个算法若用程序设计语言来描述，则它就是一个程序。

算法的含义与程序十分相似，但又有区别。

一个程序不一定满足有穷性。

数据结构与算法java版第五版一、引言数据结构与算法是计算机科学的基础，是程序员必须掌握的核心知识。

如何高效地使用数据结构和算法解决实际问题，是每个程序员都需要思考和学习的事情。

本文将介绍《数据结构与算法java版第五版》这本书的内容，从数据结构和算法的基础知识到高级应用进行探讨。

二、基础知识1. 数据结构的概念及分类•线性结构•树形结构•图形结构2. 算法的概念及分类•基本概念•算法的复杂度分析3. Java基础•Java基本语法•面向对象编程•集合框架三、线性结构1. 数组•数组的定义和使用•数组的常见操作•数组的应用场景2. 链表•链表的定义和基本操作•单向链表和双向链表的区别•链表的应用场景3. 栈和队列•栈的定义和基本操作•队列的定义和基本操作•栈和队列的应用场景4. 哈希表•哈希表的原理和实现•哈希函数的选择•哈希表的应用场景四、树形结构1. 二叉树•二叉树的定义和基本操作•二叉树的常用遍历算法•二叉树的应用场景2. AVL树•AVL树的定义和性质•AVL树的插入和删除操作•AVL树的应用场景3. 红黑树•红黑树的定义和性质•红黑树的插入和删除操作•红黑树的应用场景4. B树和B+树•B树和B+树的定义和性质•B树和B+树的插入和删除操作•B树和B+树的应用场景五、图形结构1. 图的表示和基本操作•图的表示方法•图的遍历算法•图的最短路径算法2. 拓扑排序•拓扑排序的原理和算法•拓扑排序的应用场景3. 最小生成树•最小生成树的定义和算法•最小生成树的应用场景4. 图的搜索•图的深度优先搜索•图的广度优先搜索•图的搜索算法的应用场景六、高级应用1. 排序算法•冒泡排序•插入排序•选择排序•快速排序•归并排序2. 查找算法•顺序查找•二分查找•哈希查找•插值查找3. 动态规划•动态规划的基本概念•动态规划的应用场景•动态规划问题的解决步骤七、总结《数据结构与算法java版第五版》是一本全面介绍数据结构和算法的书籍，从基础知识到高级应用等多个方面进行了深入的探讨。

大学计算机科学知识点归纳1. 计算机科学基础1.1 计算机组成原理- 计算机硬件：CPU、内存、I/O设备、存储器等- 计算机指令：机器指令、汇编指令、高级指令等- 计算机体系结构：冯诺依曼结构、哈佛结构等1.2 数据结构与算法- 线性结构：数组、链表、栈、队列、串等- 非线性结构：树、图、哈希表等- 算法：排序算法、查找算法、图算法等1.3 计算机网络- 网络结构：OSI七层模型、TCP/IP四层模型等- 网络设备：交换机、路由器、网关等1.4 操作系统- 进程管理：进程、线程、进程调度、死锁等- 内存管理：内存分配、回收、虚拟内存等- 文件系统：文件、目录、文件系统结构等- 设备管理：设备驱动、I/O调度等2. 编程语言与编译原理2.1 编程语言- 高级语言：C、C++、Java、Python等- 低级语言：汇编、机器码等2.2 编译原理- 词法分析：词法单元、词法分析器等- 语法分析：语法规则、语法分析树、分析算法等- 中间代码生成与优化：三地址码、SSA等- 目标代码生成：汇编代码、机器代码等3. 软件工程- 软件开发过程：需求分析、设计、编码、测试、维护等- 软件设计模式：面向对象设计模式、架构模式等- 软件项目管理：项目计划、进度控制、风险管理等- 软件质量保证：代码审查、测试策略等4. 数据库系统- 数据库概念：数据模型、实体-关系模型、关系模型等- 数据库设计：范式、E-R图、SQL等- 数据库查询：SQL查询、视图、索引等- 数据库事务：ACID属性、并发控制、故障恢复等5. 人工智能与机器- 人工智能基础：知识表示、推理、搜索算法等- 机器算法：线性回归、决策树、神经网络等- 自然语言处理：分词、词性标注、命名实体识别等- 计算机视觉：图像处理、目标检测、人脸识别等6. 计算机科学其他领域- 并行与分布式系统：进程并发、分布式算法、云计算等- 网络安全：加密算法、防火墙、入侵检测等- 物联网：传感器、嵌入式系统、物联网协议等- 人机交互：用户界面设计、交互技术、虚拟现实等以上是对大学计算机科学知识点的简要归纳，希望对您有所帮助。

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。

数据结构与算法的联系与区别数据结构与算法的联系与区别一、数据结构的概念数据结构是指数据对象中元素之间的关系，以及数据元素本身的特点。

它是计算机组织和存储数据的一种方式，直接影响到算法的设计和性能。

1.1 线性数据结构线性数据结构是数据元素之间存在一对一的关系，例如：数组、链表、栈和队列等。

这些数据结构在存储和访问数据时具有一定的规律性。

1.2 非线性数据结构非线性数据结构是数据元素之间存在一对多或多对多的关系，例如：树和图等。

这些数据结构的存储和访问方式相对复杂，需要特殊的算法来处理。

二、算法的概念算法是解决特定问题求解步骤的描述，在计算机中表现为指令的有限序列。

算法通过操作数据结构来实现对数据的操作，并得到预期的结果。

2.1 算法的特性算法具有以下特性：●输入：算法具有输入，可以是零个或多个输入。

●输出：算法至少有一个输出。

●有穷性：算法在有限的步骤内必须终止。

●确定性：算法中每一步的执行必须具有唯一确定的效果。

●可行性：算法的每一步都必须是可行的，即能够通过执行有限次数完成。

三、数据结构与算法的联系数据结构和算法紧密相关，它们互为补充，相互依赖。

3.1 数据结构对算法的影响不同的数据结构适用于不同种类的问题和算法。

选择合适的数据结构能够有效地提高算法的效率。

3.2 算法对数据结构的选择算法的设计基于特定的问题和已有的数据结构。

在算法设计过程中，根据问题的特点选择合适的数据结构是至关重要的。

四、数据结构与算法的区别数据结构和算法虽然有联系，但也存在一些明显的区别。

4.1 抽象层次不同数据结构是对数据的组织和存储方式的抽象，而算法是对解决问题的步骤和过程的抽象。

4.2 解决问题的角度不同数据结构关注如何组织和存储数据，而算法关注如何通过操作数据得出结果。

4.3 面向不同的目标数据结构的目标是提供高效的存储和访问数据的方式，而算法的目标是寻求有效的解决问题的方法。

附件：本文档未涉及任何附件。

法律名词及注释：无。

数据结构与算法第一节数据结构及算法概述一、数据结构图、四类基本结构的示意图【要点】 1 .数据元素是数据的基本单位。

2 .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。

3 .4类基本的规律结构:集合、线性结构、树形结构和网状结构。

4 .4种数据存储方式：挨次、链式、索引和散列。

【例题•单选题】(2022年义省信用社聘请考试真题)下列说法不正确的是()OA.数据元素是数据的基本单位B.数据项是数据中不行分割的最小标志单位 C.数据可由若干个数据元素构成D.数据项可由若干个数据元素构成『正确答案』D『答案解析』数据元素是数据的基本单位，在计算机程序中通常被作为一个整体进 行考虑和处理。

一个数据元素可由若干个数据项组成。

数据项是不行分割的、含有独立 意义的最小数据单位。

因此D 选项不正确。

二、算法O ——O ——O ——O ——O ⑹树型结构⑹线性结构 (d)图形结构算法是对特定问题求解步骤的一种描述，它是指令的有限序列，其中每条指令表示一个或多个操作。

算法的特性：有穷性、确定性、可行性、输入和输出。

【要点】评价算法优劣标准：正确性、可读性、健壮性、高效率与低存储量需求。

其次节线性表线性表是n (n≥0)个数据元素al, a2,…，an组成的有限序列,n=0时称为空表。

非空的线性表，有以下特征：L有且仅有一个开头结点al,没有直接前趋，有且仅有一个直接后继a2。

2.有且仅有一个终结结点an,没有直接后继，有且仅有一个直接前趋a-。

3.其余的内部结点ai (2WiWnT)都有且仅有一个直接前趋a-和一个直接后继3i+ι o线性表的链式存储包括单链表、循环链表和双链表。

head 头结点百结点尾结点【留意】与单链表的插入和删除操作不同的是，在双链表中插入和删除须同时修改两个方向上的指针。

第三节栈和队列一、栈栈是一种“特别的”线性表，这种线性表中的插入和删除运算限定在表的某一端进行。

不含任何数据元素的栈称为空栈。

国家开放大学《数据结构与算法》形考任务1-2参考答案《数据结构与算法》是“数据科学与大数据技术”专业（本科）的一门统设必修课。

课程编号：04692形考任务1一、单项选择题1.下面说法错误的是（）。

A.数据结构是指互相之间存在着一种或多种关系的数据元素的集合B.数据(Data)是指客观事物的符号表示C.数据元素是表示数据的不可分割的最小标识单位D.数据的基本单位是数据元素2.数据结构中的线性结构是指（）。

A.数据元素之间属于同一个集合B.数据元素之间存在着一对一的线性关系C.数据元素之间存在着一对多的线性关系D.数据元素之间存在着多对多的线性关系3.下列有关递归的说法错误的是（）。

A.递归需要有边界条件、递归方程两部分构成。

B.递归策略只需少量的程序就可描述出解题过程所需要的多次重复计算。

C.递归通常把一个复杂问题层层转化为一个与原问题相似的规模较小的问题来求解。

D.只有在函数中直接调用自身才能叫做递归函数。

4.根据数据元素之间关系的不同，数据结构分为（）。

A.物理结构，逻辑结构B.集合结构，线性结构，树结构，图结构C.顺序结构，链表结构D.递归结构，普通结构5.栈S最多能容纳4个元素。

现有6个元素按A、B、C、D、E、F的顺序进栈，下列（）序列是可能的出栈序列。

A.E、D、C、B、A、FB.B、C、E、F、A、DC.B、D、C、F、E、AD.A、D、F、E、B、C6.顺序循环队列容量为50，队头表示第一个元素的位置，队尾表示最后一个元素的下一个位置，当队头为31，队尾为8的时候，队列中共有（）个元素。

A.25B.26C.27D.287.对线性表，在下列（）情况下应当采用链表表示。

A.经常需要随机地存取元素B.经常需要进行插入和删除操作C.表中元素需要占据一片连续的存储空间D.表中元素的个数不变8.若用一个大小为8的数组来实现循环队列，且当tail和head的值分别为6，0。

当从队列中删除两个元素，再加入一个元素后，tail和head的值分别为（）。

算法和数据结构的关系算法和数据结构是计算机科学中最基本的两个概念，它们的关系密不可分。

算法是解决问题的方法，数据结构是数据的组织形式。

算法和数据结构的设计和选择直接关系到程序的效率和质量。

算法和数据结构的关系算法和数据结构是密切相关的，它们相互依存，彼此支持。

算法是基于数据结构的，数据结构是算法的基础。

算法需要数据结构来存储和处理数据，而数据结构则提供了算法所需要的数据操作接口。

因此，算法和数据结构是相互依存，彼此支持的关系。

在程序设计中，算法的效率和质量直接受到数据结构的影响。

数据结构的选择和设计对算法的效率和质量有着重要的影响。

因此，算法和数据结构的设计和选择是程序设计中最基本的问题之一。

数据结构的种类数据结构是计算机科学中的重要概念，它是指数据元素之间的关系以及数据元素的组织形式。

数据结构分为线性结构和非线性结构两种。

线性结构是指数据元素之间的关系是一对一的关系，其中包括线性表、栈、队列、串等。

线性表是最基本的数据结构，它是一种有序的数据元素集合。

栈是一种特殊的线性表，它只允许在表的一端进行插入和删除操作。

队列也是一种特殊的线性表，它只允许在表的一端进行插入操作，在另一端进行删除操作。

串是由零个或多个字符组成的有限序列，它是一种特殊的线性表。

非线性结构是指数据元素之间的关系不是一对一的关系，其中包括树、图等。

树是一种非线性结构，它由若干个节点组成，节点之间的关系是一对多的关系。

图是一种非线性结构，它由若干个节点和连接这些节点的边组成，节点之间的关系是多对多的关系。

算法的设计与实现算法的设计与实现是程序设计中最基本的问题之一。

算法的设计需要考虑到问题的特点、数据结构的选择和算法的效率等因素。

算法的实现需要考虑到语言的特点、程序的可读性、可维护性和可扩展性等因素。

算法的设计过程包括问题分析、算法设计、算法评估和算法改进等步骤。

问题分析是指对问题进行深入的分析和理解，找出问题的本质和特点。

算法设计是指根据问题的特点和数据结构的选择，设计出符合要求的算法。

绪论一、填空题1、数据的逻辑结构是数据元素之间的逻辑关系，通常有下列4类：集合＿、线性结构＿、树型结构＿、图状结构＿。

2、数据的存储结构是数据在计算机存储器里的表示，主要有4种基本存储方法：顺序存储＿、链式存储＿、索引存储＿、散列存储＿。

二、选择题1、一个算法必须在执行有穷步之后结束，这是算法的（B ）。

A、正确性B、有穷性C、确定性D、可行性2、算法的每一步必须有确切的定义，也就是说，对于每步需要执行的动作必须严格、清楚地给出规定，这是算法的（A）。

A、正确性B、有穷性C、确定性D、可行性3、算法原则上都是能够有机器或人所完成的。

整个算法好象是一个解决问题的“工作序列”，其中的每一步都是我们力所能及的一个动作，这是算法的（D）A、正确性B、有穷性C、确定性D、可行性三、简单题1、什么是数据结构？什么是算法？两者有什么关系？什么是数据结构？数据结构是按某种逻辑关系组织起来的一批数据（或称带结构的数据元素的集合）应用计算机语言并按一定的存储表示方式把它们存储在计算机的存储器中，并在其上定义了一个运算的集合。

什么是算法？广义地说,为解决一个问题而采取的方法和步骤,就称为“算法”两者有什么关系？算法与数据结构关系密切。

选择的数据结构是否恰当直接影响算法的效率；而数据结构的优劣由算法的执行来体现。

2、什么是复杂度和空间复杂度？时间复杂度是指执行算法所需要的计算工作量；而空间复杂度是指执行这个算法所需要的内存空间。

3、数据的逻辑结构分几种？存储结构又有哪几种？数据的逻辑结构：结构定义中的“关系”，描述的是数据元素之间的逻辑关系；包括线性结构（线性表、栈、队、串、数组）和非线性结构（图形结构、树形结构）；数据的存储结构（物理结构）：数据结构在计算机中的表示（又称映像），包括数据元素的表示和关系德表示。

有顺序存贮（向量存贮）、链式存贮、索引存贮、散列存贮。

线性表1、一个线性表第一个元素的存储地址是100，每个元素的长度为2，则第5 个元素的地址是( B)。

数据结构与算法的区别与联系数据结构和算法是计算机科学中两个非常重要的概念，它们密不可分，相辅相成。

数据结构是指数据的组织、存储和管理方式，而算法则是解决问题的方法和步骤。

本文将从数据结构和算法的定义、区别和联系三个方面展开讨论。

一、数据结构与算法的定义数据结构是指数据元素之间的关系，包括数据的存储结构和操作方法。

数据结构可以分为线性结构（如数组、链表）、树形结构（如二叉树、堆）、图结构等。

数据结构的设计要考虑数据的组织方式、存储空间和操作效率等因素。

算法是解决问题的一系列步骤，是对数据进行操作的方法。

算法可以分为排序算法（如冒泡排序、快速排序）、查找算法（如顺序查找、二分查找）、图算法等。

算法的设计要考虑问题的复杂度、效率和正确性等因素。

二、数据结构与算法的区别1. 定义不同：数据结构关注数据的组织和存储方式，算法关注解决问题的步骤和方法。

2. 目的不同：数据结构旨在高效地组织和存储数据，算法旨在高效地解决问题。

3. 研究内容不同：数据结构研究数据之间的关系和存储结构，算法研究解决问题的具体步骤和方法。

4. 应用领域不同：数据结构广泛应用于数据库、操作系统等领域，算法广泛应用于搜索引擎、人工智能等领域。

三、数据结构与算法的联系1. 数据结构是算法的基础：算法的设计和实现离不开对数据结构的选择和运用。

不同的数据结构适用于不同的算法，选择合适的数据结构可以提高算法的效率。

2. 算法影响数据结构的选择：在设计数据结构时，需要考虑数据的操作方式和频率，以便选择合适的数据结构来支持算法的实现。

3. 数据结构和算法相互作用：数据结构和算法相互影响、相互制约，二者共同决定了程序的性能和效率。

综上所述，数据结构和算法是计算机科学中不可或缺的两个重要概念，它们相互依存、相互促进，共同构成了计算机程序设计的核心。

在学习和应用数据结构与算法时，需要深入理解二者的区别与联系，才能更好地提高程序的效率和性能。

第3章线性结构的扩展1.选择题（1）B （2）A （3）DAB （4）CCC （5）C2.判断题（1）Ⅹ（2）√（3）√（4）√（5）Ⅹ（6）Ⅹ（7）Ⅹ（8）Ⅹ（9）Ⅹ（10）Ⅹ3.简答题1．KMP算法较朴素的模式匹配算法有哪些改进?【解答】KMP算法主要优点是主串指针不回溯。

当主串很大不能一次读入内存且经常发生部分匹配时，KMP 算法的优点更为突出。

2．设字符串S=‘aabaabaabaac'，P=‘aabaac'。

（1）给出S和P的next值和nextval值；（2）若S作主串，P作模式串，试给出利用KMP算法的匹配过程。

【解答】（1）S的next与nextval值分别为012123456789和002002002009，p的next与nextval值分别为012123和002003。

（2）利用BF算法的匹配过程：利用KMP算法的匹配过程：第一趟匹配：aabaabaabaac 第一趟匹配：aabaabaabaacaabaac(i=6,j=6) aabaac(i=6,j=6)第二趟匹配：aabaabaabaac 第二趟匹配：aabaabaabaacaa(i=3,j=2) (aa)baac第三趟匹配：aabaabaabaac 第三趟匹配：aabaabaabaaca(i=3,j=1) (成功) (aa)baac第四趟匹配：aabaabaabaacaabaac(i=9,j=6)第五趟匹配：aabaabaabaacaa(i=6,j=2)第六趟匹配：aabaabaabaaca(i=6,j=1)第七趟匹配：aabaabaabaac(成功) aabaac(i=13,j=7)3．考虑对KMP算法能否再做改进。

【解答】4．说明一维数组与有序表的异同。

【解答】数组：数组是由类型名、标识符和维数组成的符合数据类型，类型名规定了存放在数组中的元素的类型，而维数则指数组中包含的元素个数。

线性表：（亦作有序表）是最基本、最简单、也是最常用的一种数据结构。

数据结构与算法分析课后习题答案第一章：基本概念一、题目：什么是数据结构与算法？数据结构是指数据在计算机中存储和组织的方式，如栈、队列、链表、树等；而算法是一系列解决问题的清晰规范的指令步骤。

数据结构和算法是计算机科学的核心内容。

二、题目：数据结构的分类有哪些？数据结构可以分为以下几类：1. 线性结构：包括线性表、栈、队列等，数据元素之间存在一对一的关系。

2. 树形结构：包括二叉树、AVL树、B树等，数据元素之间存在一对多的关系。

3. 图形结构：包括有向图、无向图等，数据元素之间存在多对多的关系。

4. 文件结构：包括顺序文件、索引文件等，是硬件和软件相结合的数据组织形式。

第二章：算法分析一、题目：什么是时间复杂度？时间复杂度是描述算法执行时间与问题规模之间的增长关系，通常用大O记法表示。

例如，O(n)表示算法的执行时间与问题规模n成正比，O(n^2)表示算法的执行时间与问题规模n的平方成正比。

二、题目：主定理是什么？主定理（Master Theorem）是用于估计分治算法时间复杂度的定理。

它的公式为：T(n) = a * T(n/b) + f(n)其中，a是子问题的个数，n/b是每个子问题的规模，f(n)表示将一个问题分解成子问题和合并子问题的所需时间。

根据主定理的不同情况，可以得到算法的时间复杂度的上界。

第三章：基本数据结构一、题目：什么是数组？数组是一种线性数据结构，它由一系列具有相同数据类型的元素组成，通过索引访问。

数组具有随机访问、连续存储等特点，但插入和删除元素的效率较低。

二、题目：栈和队列有什么区别？栈和队列都是线性数据结构，栈的特点是“先进后出”，即最后压入栈的元素最先弹出；而队列的特点是“先进先出”，即最先入队列的元素最先出队列。

第四章：高级数据结构一、题目：什么是二叉树？二叉树是一种特殊的树形结构，每个节点最多有两个子节点。

二叉树具有左子树、右子树的区分，常见的有完全二叉树、平衡二叉树等。

第一章绪论习题练习答案1.1 简述下列概念：数据、数据元素、数据类型、数据结构、逻辑结构、存储结构、线性结构、非线性结构。

● 数据：指能够被计算机识别、存储和加工处理的信息载体。

● 数据元素：就是数据的基本单位，在某些情况下，数据元素也称为元素、结点、顶点、记录。

数据元素有时可以由若干数据项组成。

● 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。

通常数据类型可以看作是程序设计语言中已实现的数据结构。

● 数据结构：指的是数据之间的相互关系，即数据的组织形式。

一般包括三个方面的内容:数据的逻辑结构、存储结构和数据的运算。

● 逻辑结构：指数据元素之间的逻辑关系。

● 存储结构：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.● 线性结构：数据逻辑结构中的一类。

它的特征是若结构为非空集，则该结构有且只有一个开始结点和一个终端结点，并且所有结点都有且只有一个直接前趋和一个直接后继。

线性表就是一个典型的线性结构。

栈、队列、串等都是线性结构。

● 非线性结构：数据逻辑结构中的另一大类，它的逻辑特征是一个结点可能有多个直接前趋和直接后继。

数组、广义表、树和图等数据结构都是非线性结构。

1.2 试举一个数据结构的例子、叙述其逻辑结构、存储结构、运算三个方面的内容。

答：例如有一张学生体检情况登记表，记录了一个班的学生的身高、体重等各项体检信息。

这张登记表中，每个学生的各项体检信息排在一行上。

这个表就是一个数据结构。

每个记录(有姓名，学号，身高和体重等字段)就是一个结点，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(它的前面和后面均有且只有一个记录)。

这几个关系就确定了这个表的逻辑结构是线性结构。

这个表中的数据如何存储到计算机里，并且如何表示数据元素之间的关系呢? 即用一片连续的内存单元来存放这些记录(如用数组表示)还是随机存放各结点数据再用指针进行链接呢? 这就是存储结构的问题。

数据结构与算法1. 数据结构数据结构是带结构的数据元素的集合。

（结构是指数据元素之间的关系）数据结构包含：逻辑结构：数据之间的逻辑关系物理结构（存储结构）：数据元素及其关系在计算机内部的表示数据的运算和实现2. 逻辑结构线性结构：有且只有一个开始和一个终端结点，并且所有结点最多只有一个直接前驱和一个直接后继。

非线性结构：一个结点可能有多个直接前驱和直接后继；具体有集合结构，树形结构，图状结构。

3. 存储结构顺序存储结构：用一组连续的存储单元依次存储数据元素，数据元素之间的逻辑关系由元素的存储位置来表示。

优点：随机存取；缺点：只能使用相邻的一整块存储单元，可能产生较多外部水片。

链式存储结构：用一组任意的存储单元存储数据元素，数据元素之间的逻辑关系用指针来表示。

优点：不会产生碎片现象，能充分利用所有存储单元；缺点：每个元素因指针而占用额外的存储空间，只能实现顺序存储。

索引存储结构：在存储元素信息的同时，还建立附加的索引表。

优点：检索速度快；缺点：索引表占用额外的存储空间，增加和删除数据会修改索引表，耗时较多。

散列存储结构：根据元素的关键字直接计算出该元素的存储地址。

优点：检索、增加、删除结点操作很快；缺点：可能出现冲突，解决冲突会增加时间和空间开销。

4. 数据类型数据类型是一组性质相同的值的集合，以及定义于这个集合上的一组操作的总称。

在C语言中，声明了某个数据类型的变量，意味着规定了该变量的存储空间大小，以及能够执行的运算。

5. 抽象数据类型（A bstract D ata T ype, ADT）三要素<D, S, P>数据对象数据对象的关系集数据对象的操作集6. 算法算法是对特定问题求解步骤的一种描述，它是指令的有限序列，其中每条指令表示一个或多个操作。

此外算法具有如下5个重要特性：有穷性：一个算法必须总在执行有穷不之后结束，且每一步都可在有穷时间内完成；确定性：算法中每条指令必须有确切的含义，对于相同的输入只得得到相同的输出；可行性：算法中描述的操作都可以通过已经实现的基本运算执行有限次来实现；输入输出7. 算法效率的度量时间复杂度时间复杂度是指算法中基本运算的执行次数的数量级。