数据结构(Python版)

“数据结构(Python版)”要求学生能够熟练地选择和设计各种数据结构，是体现学生程序设计人员水平的一个重要标志。本课程强调对学生离散数学、高级语言程序设计、数据结构、算法设计与分析课程群的知识点综合运用能力的全面训练。
本书采用Python语言进行编程实践。通过本课程，可使学生深化理解书本知识，致力于用学过的理论知识和上机取得的实践经验，解决具体、复杂的实际问题，培养软件工作者所需的动手能力、独立解决问题的能力。该课程侧重软件设计的综合训练，包括问题分析、总体结构设计、用户界面设计、程序设计基本技能和技巧、多人合作，以至一整套软件工作规范的训练和科学作风的培养。
本书内容共9章，包括绪论、线性表、栈和队列、串、树与二叉树、图、查找、排序、Python数据结构等内容。后，在附录中列举了一些实例进行算法分析。
本书作者多年从事计算机程序设计、数据结构等课程的教学工作和计算机软件开发工作，有丰富的实践和教学经验。
由于作者水平有限，书中难免存在错误之处，欢迎读者提出宝贵意见。

于2021年暑期

数据结构是计算机专业中的一门专业基础课，开设计算机专业的学校都要开设数据结构课程。本内容简介书语言通俗易懂，以精简、突出重点的方式讲解各种基本的数据结构和算法，如链表、二叉树、排序，更配有易于读者理解的图示讲解，能够更好地为读者打好数据结构基础。书中还会介绍各种算法的历史渊源，引发读者的学习兴趣。书中后半部分还有配套的实验案例，供读者参考学习，加强读者对数据结构和算法的实际应用，加深算法熟练度。打好数据结构与算法的扎实基础，对于学习计算机的其他课程，如操作系统、数据库管理系统、软件工程、编译原理、人工智能等都十分收益。同时如今在寻找工作中，数据结构与算法基础也是面试考察的重点对象。

许佳炜博士2015年于英国林肯大学获得人因工程的博士学位后，在国际著名的人机交互实验室英国纽卡斯尔大学校从事人因工程相关的研究并于2019年起任讲师职位。申请人擅长领域为研究驾驶状态下驾驶员和汽车、驾驶环境的相互作用及其合理结合，并且设计和提出有效的注意力模型，来提高驾驶效率、驾驶安全、驾驶舒适性。申请人在欧盟科研项目FP7以及H2020的支持下，在驾驶人因工程下的驾驶员注意力建模和安全驾驶两个方面进行了深入研究。在智能安全驾驶和工业工程领域发表论文20余篇，其中IEEE T-II、IEEE T-ITS、Neurocomputing、PeerJ等国际期刊论文14篇；负责和参与编著学术专著2部，包括独立撰写的《人工智能导论》；并已申请该研究领域下的国家发明专利1项，授权1项，准备申请专利转让，预计未来将产生显著的经济效益和良好的社会效益，主持与参与省重点实验室、欧盟项目等企业科研项目5项。

第1章绪论

1.1数据结构的基本概念

1.1.1基本概念和术语

1.1.2数据结构三要素

1.2算法

1.2.1算法的基本概念

1.2.2算法效率的评定

小结

第2章线性表

2.1线性表的定义

2.2顺序表的定义和基本操作的实现

2.2.1顺序表的定义

2.2.2顺序表上基本操作的实现

2.3链表的定义和基本操作的实现

2.3.1链表的定义

2.3.2单链表上基本操作的实现

2.3.3双链表

2.3.4循环链表

2.4线性表相关算法设计与分析

小结

第3章栈和队列

3.1栈

3.1.1栈的定义

3.1.2栈的顺序存储结构

3.1.3栈的链式存储结构

3.2队列

3.2.1队列的定义

3.2.2队列的顺序存储结构

3.2.3队列的链式存储结构

3.3栈与队列相关算法设计与分析

小结

第4章串

4.1串的基本介绍

4.1.1串的基本概念

4.1.2串的顺序存储结构

4.1.3串的链式存储结构

4.2串的模式匹配

4.2.1暴力模式匹配算法

4.2.2改进的模式匹配算法——KMP算法

4.3串相关算法设计与分析

小结

第5章树与二叉树

5.1树

5.1.1树的定义

5.1.2树的基本术语

5.1.3树的种类

5.1.4树的性质

5.2二叉树

5.2.1二叉树的定义及特性

5.2.2二叉树的存储结构

5.2.3二叉树的遍历

5.2.4二叉排序树

5.2.5平衡二叉树

5.2.6哈夫曼树

5.3树与森林

5.3.1树的存储结构

5.3.2森林与二叉树的转换

5.4二叉树相关算法设计与分析

小结

第6章图

6.1图的基本介绍

6.1.1图的定义

6.1.2图的存储方法

6.2图的遍历

6.2.1广度优先搜索

6.2.2深度优先搜索

6.3图的应用

6.3.1小生成树

6.3.2短路径

6.3.3拓扑排序

6.3.4关键路径

小结

第7章查找

7.1查找的基本概念

7.2顺序查找和二分查找

7.2.1顺序查找

7.2.2二分查找

7.3散列表

7.3.1散列表的基本概念

7.3.2散列表的构造方法

7.3.3处理冲突的方法

7.3.4散列表的查找效率

7.4查找相关算法设计与分析

小结

第8章排序

8.1排序的基本概念

8.2插入排序

8.2.1直接插入排序

8.2.2折半插入排序

8.2.3希尔排序

8.3交换排序

8.3.1冒泡排序

8.3.2快速排序

8.4选择排序

8.4.1简单选择排序

8.4.2堆排序

8.5归并排序和基数排序

8.5.1归并排序

8.5.2基数排序

8.6排序相关算法设计与分析

小结

第9章Python数据结构

9.1列表

9.2元组

9.3字典

9.4集合

9.5collection.deque

附录A数据结构实验

实验1猴子选大王

实验2订票系统

实验3两数之和

实验4点亮技能图

实验5网络延迟时间

实验6运动会分数统计

附录B数据结构综合设计

综合设计1顺序表操作

综合设计2链表操作

综合设计3二叉树的操作

参考文献

数据结构是计算机专业中的一门专业基础课，开设计算机专业的学校都要开设数据结构课程。本内容简介书语言通俗易懂，以精简、突出重点的方式讲解各种基本的数据结构和算法，如链表、二叉树、排序，更配有易于读者理解的图示讲解，能够更好地为读者打好数据结构基础。书中还会介绍各种算法的历史渊源，引发读者的学习兴趣。书中后半部分还有配套的实验案例，供读者参考学习，加强读者对数据结构和算法的实际应用，加深算法熟练度。打好数据结构与算法的扎实基础，对于学习计算机的其他课程，如操作系统、数据库管理系统、软件工程、编译原理、人工智能等都十分收益。同时如今在寻找工作中，数据结构与算法基础也是面试考察的重点对象。

许佳炜博士2015年于英国林肯大学获得人因工程的博士学位后，在国际著名的人机交互实验室英国纽卡斯尔大学校从事人因工程相关的研究并于2019年起任讲师职位。申请人擅长领域为研究驾驶状态下驾驶员和汽车、驾驶环境的相互作用及其合理结合，并且设计和提出有效的注意力模型，来提高驾驶效率、驾驶安全、驾驶舒适性。申请人在欧盟科研项目FP7以及H2020的支持下，在驾驶人因工程下的驾驶员注意力建模和安全驾驶两个方面进行了深入研究。在智能安全驾驶和工业工程领域发表论文20余篇，其中IEEE T-II、IEEE T-ITS、Neurocomputing、PeerJ等国际期刊论文14篇；负责和参与编著学术专著2部，包括独立撰写的《人工智能导论》；并已申请该研究领域下的国家发明专利1项，授权1项，准备申请专利转让，预计未来将产生显著的经济效益和良好的社会效益，主持与参与省重点实验室、欧盟项目等企业科研项目5项。