1、算法与数据结构 内容概述,2007年2月26,2,主讲：胡俊峰 教材：算法与数据结构C语言描述（第二版） 张乃孝 高等教育出版社 教学参考：本教材的学习辅导及习题详解 电子工业出版社其他网上资料：,课程基本情况,3,上课安排：,周一 7-8节， 周五 9-10节(双)地点： 理教 109 周1 11-12节 上机 （第三周开始上机）,4,课程主要内容：,理解掌握常用的数据结构 掌握算法的设计技术，了解算法分析技术 算法与程序设计实践 C+面向对象程序设计简介*,5,所需要的其他相关知识,C语言程序设计（课程基础） C语言文件操作 离散数学,6,课时安排计划,数据结构与算法的基本内容 34 学
2、时 离散数学相关内容简介 2学时 算法实践 4学时 面向对象编程 6 学时,7,课程考核方式,作业与平时成绩：10% + 10% 算法与程序设计实践：20% 期末考试：60%,8,课程内容简介,什么是数据结构？ 什么是算法？ 算法 + 数据结构 ADT,9,什么是数据结构？ 从数据抽象到结构抽象,1,+,2,+,- ,*,10,从数据抽象到结构抽象（线性结构）,11,数据结构：同类型数据元素组成的具有某种关系的集合体。 线性结构：（1）存在唯一的一个被称做“第一个”的数据元素；（2）存在唯一的一个被称做“最后一个”的数据元素；（3）除第一个之外，集合中的每个数据元素均只有一个前驱；（4）除最后
3、一个之外，集合中每个数据元素均只有一个后继。,从数据抽象到结构抽象（线性结构续）,12,从数据抽象到结构抽象（线性结构续） 线性结构的具体实现,int a20;int p = a;p+;,13,Nodetype *s = head; if (s != NULL) s = s-next;,从数据抽象到结构抽象（线性结构续） 线性结构的具体实现,14,从数据抽象到结构抽象（树结构）,上下位关系,兄弟关系,状元进士举人秀才,部长局长处长科长,自然科学计算机科学软件理论算法与数据结构,15,由多个树构成的森林 MM 定理,16,最短路经与关键路径（图）,17,所谓数据结构：,是研究元素集合中元素间相关
4、关系结构的学问。 对于数据结构研究来讲，元素的类型、属性并不重要，通过何种方式建立元素之间的关系也不重要。关心的是由元素间特定的关系结构所带来的性质、问题以及解决方案。,18,数据结构与算法,单纯意义上的元素间关系结构的讨论属于图论所研究的问题。 只有当数据元素的关系结构与算法结合在一起并表现出特定的应用特征的时候才真正进入计算机科学研究的领域。,19,数据结构与算法（队列）,多个队列 VS 单个队列 多任务时间片轮转服务,First Come First Service（queue）,20,数据结构与算法（排序与索引技术）,自然科学,社会科学,期刊杂志,TP,TP311-TP312,TP31
5、1.12,21,数据结构的实现与维护,队列的实现与维护：前方删除、后方加入。数组？链表？ 索引结构的维护：在合适的地方插入。空间溢出？ 图的计算机内部表示： ,22,抽象数据类型,First Come First Service（queue）,数据结构的物理实现,InQueue,OutQueue,IsEmpty,Overflow,Queue（ADT）,对外操作接口 结构数据维护接口,23,抽象数据类型（续）,First Come First Service（queue）,数据结构的物理实现,InQueue,OutQueue,IsEmpty,Overflow,Queue（ADT）,对外操作接口
6、结构数据维护接口,24,抽象数据类型（续）,数据结构 + 数据操作三元组表示：（D，S，P） 其中D是数据对象，S是D上的关系集，P是对D的基本操作集。,25,如何在计算机中表示数据对象？,基本数据类型int float 复合数据类型struct node int i;node *next;typedef struct node inode;,26,如何表示数据对象间的关系,数组的顺序存放用来表示线性关系起始节点为下标为0的节点？尾节点？ 链表用来表示线性关系head指针ptr != Null ，tail指针？,27,如何表示数据对象间的关系（续）,通过多维数组来表示关系define MAXC
7、ONN 200;Node relation 2MAXCONN;通过id来代替具体的数据对象建立关系Node elemSetNUMELEM = ;int relation 2MAXCONN;,28,通过关系数据库中的表来表示关系：,29,如何在高级语言中实现自定义的ADT,类: 数据定义 + 操作定义,Class Name private: /access restrictiona list of variable declarations;public:a list of function prototypes; / header Class function definitions;,30,
8、如何在高级语言中实现自定义的ADT,31,常见的ADT,BBS: 发贴，回帖， 删贴 图书馆系统 Email系统,32,软件的分层与ADT,33,算法与数据结构课程的主要目的,研究几种常用数据结构（抽象数据类型）的实现方法及其常见应用。 掌握通过使用自定义数据结构与算法来实现程序的功能化模块封装的基本方法。 理解掌握几种常用的问题求解方法与算法思路。 理解算法分析的相关内容。,34,如何把握课程的重点,是本次课的重点内容，要求理解掌握。 属于课程的核心内容，在本次课只是进行引入性的介绍，后继课程还会有更详细的讲解。要求掌握在知识体系中的位置，具体操作与算法可留后。 属于一般了解性内容。 属于扩展介绍性内容，主要为了帮助核心概念的理解。,35,如何使用教材及习题解,有精力和兴趣的同学可以通读。 要注意思考：为什么这样实现？能用在那些问题上？这样的数据结构有什么好处、弱点？ 配合课堂讲授的内容重点概念的定义、重点算法的实现要认真阅读掌握。,36,关于网上的教学参考资料,了解基本思路及内容。 可以阅读课堂上推荐的一些章节。请于今日内下载有关参考材料：见：,37,关于上机与答疑,VC6.0 上机 兼 答疑 Email作业提交方案下次课具体通知。,38,下次课的主要内容：,算法的基本概念 算法设计举例 算法分析初步 结构化程序设计与程序设计风格,39,任何问题可Email至：,
