本书《数据结构》第二版以面向对象的思想和C++语言为工具,系统地介绍了基本的数据结构概念、算法设计与分析方法。适合计算机专业学生学习使用。
《数据结构(用面向对象方法与C++语言描述)(第2版)》是由殷人昆教授编写并由清华大学出版社出版的一本经典教材。这本书详细介绍了数据结构这一核心计算机科学概念,特别强调了使用面向对象的方法和C++编程语言来实现和理解数据结构。
深入学习本书时,我们可以掌握以下关键知识点:
1. 数据结构基础:这是指计算机存储、组织数据的方式,包括数组、链表、栈、队列等基本结构。这些不同的操作效率和功能为算法设计提供了重要基础。
2. 面向对象编程(OOP)是一种通过封装、继承和多态性来组织代码的编程范式。C++支持面向对象编程,允许我们创建类来表示数据结构,从而更好地抽象并管理复杂度。
3. C++语言特性:理解指针、引用、模板、构造函数和析构函数等关键特性对于实现高效的数据结构至关重要。例如,指针可以用于动态内存管理和链式结构的实现;而模板则支持泛型编程,使数据结构更具通用性。
4. 树结构包括二叉树、二叉搜索树以及平衡树(如AVL和红黑树)。这些非线性的数据结构广泛应用于查找、排序及文件系统。理解和实现它们对于提高算法效率非常重要。
5. 图论涉及由顶点与边构成的图,用于表示实体之间的关系。图遍历算法(深度优先搜索和广度优先搜索)以及最短路径算法(如Dijkstra和Floyd-Warshall)是解决实际问题的基础。
6. 排序与查找:书中介绍了多种排序方法(例如冒泡、插入、快速及归并排序),还有各种查找策略,包括顺序查找、二分查找及哈希表。理解这些算法的原理及其性能特性对于应用开发至关重要。
7. 链式存储和动态内存管理是数据结构的重要实现方式之一,通过指针连接元素使之更灵活地处理内存需求;C++中的new与delete操作符用于动态分配释放内存资源,这对于理解和实施链表等重要数据结构非常关键。
8. 算法分析:书中还介绍了如何评估算法的时间复杂度和空间复杂性以衡量其效率。这是判断算法优劣的重要标准,并有助于优化程序设计。
9. 实践应用:本书可能包含实践示例与习题,帮助读者将理论知识转化为实际编程技能并提升解决问题的能力。
通过学习《数据结构(用面向对象方法与C++语言描述)》,读者不仅可以掌握数据结构的基本概念和C++的编程技巧,还能培养出良好的编程思维以及问题解决能力,并为后续软件开发及算法研究奠定坚实的基础。