图解数据结构--使用Java（视频教学版）

数据结构一直是计算机科学领域非常重要的基础课程，它不仅是各大专院校信息工程、信息管理、通信工程、应用数学、金融工程（计算金融）、计算机科学等信息类相关科系的必修科目，近年来包括电机、电子甚至一些商学院管理科系也将数据结构列入选修课程。同时，一些信息类相关科系的研究生入学考试、专业等级考试等，数据结构都被列入必考科目。由此可见，无论从考试的角度，或是研究信息科学理论知识的角度，数据结构确实是有志从事信息类工作的专业人员不得不重视的一门基础课程。
学好数据结构的关键在于能否找到一本易于阅读，并将数据结构中各种重要理论、算法等进行详实的诠释及举例的图书。市面上以Java程序设计语言来实现数据结构及其算法的图书相对比较缺乏，本书是一本讲述如何将数据结构概念以Java程序设计语言来实现的著作。为了方便学习，书中的范例程序都是完整的，可以避免片断学习造成的困扰。如此安排，就是希望帮助学习者更加顺畅地阅读，同时也方便了老师的教学和对程序代码的解说。另外，本书也在下载文件中提供了完整的范例程序代码，省去了用户必须自行输入的时间，方便练习和教学之用。
本书的特色在于将较为复杂的理论以图文并茂的方式来表达。为了避免在教学和阅读上的不顺畅感，书中的算法尽量不以伪代码进行说明，而是以Java程序设计语言来完整展现。另外，为了评估读者各章的学习成果，在每章末尾安排了大量的习题，这些题目包含考试的例题，希望读者可以更加灵活地应用各种知识。
这次改版的重点是加入了许多算法的介绍，包括：分治法、递归法、贪心法、动态规划法、迭代法、枚举法、回溯法等。针对不断有Java 最新JDK的发布，本书附录提供了有关Java开发环境下载、安装和设置的简介。本书范例程序的集成开发环境采用的是Eclipse软件，它是一套开源（Open Source）的Java IDE工具，集成了编译、执行、测试及调试功能。
本书提供的视频教学可通过扫描每章二维码在线观看学习，获取PPT课件、范例程序源码和电子版附录C数据结构专有名词索引，请扫描下面二维码：

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一本好的理论书除了内容的专业性外，更需要有清晰易懂的结构安排。在仔细阅读本书之后，相信读者能体会笔者的用心，也希望读者能对这门基础学科的知识和理论有更完整的认识。

笔者敬笔

本书是一本综合讲述数据结构及其算法的入门书，内容浅显易懂、逻辑严谨，力求在适用性上兼顾教师教学和学生自学。 全书从基本的数据结构概念开始讲解，以新版的Java语言详细诠释数组结构、队列、堆栈、链表、树结构、图结构、排序和查找等数据结构的基础知识，书中收录了精华的算法及范例程序的实现过程，辅以丰富的图示解析。全书的范例程序均采用Eclipse IDE for Java Developers集成开发工具进行编译、执行、测试及调试。此外，本书各章末尾都安排了配合教学内容的习题和选自各类考试的试题，并在附录中提供了解答，可供读者测试学习效果。 本书图文并茂，叙述简洁、清晰，范例丰富、可操作性强，是一本数据结构普及型的教科书和自学参考书。适用于具有一定编程能力又想增加编程“深度”的非信息专业类人员或学生。

吴灿铭,现任荣钦科技股份有限公司执行长，美国Rochester Institute of Technology计算机科学研究所毕业，长期从事信息教育及计算机图书写作的工作，计算机图书著作包括计算器概论、数据结构、办公室电子数据处理、互联网等相关题材，并监制过多套游戏以及教学软件的研发。

第1章 数据结构与算法 1
1.1 数据结构的定义 1
1.1.1 数据与信息 2
1.1.2 数据的特性 2
1.2 算法 3
1.2.1 到处都是算法 3
1.2.2 算法的定义 4
1.3 算法性能的分析 6
1.3.1 Big-Oh 7
1.3.2 Ω（omega） 10
1.3.3 θ（theta） 10
1.4 常见算法介绍 10
1.4.1 分治法 10
1.4.2 递归法 11
1.4.3 贪心法 14
1.4.4 动态规划法 15
1.4.5 迭代法 16
1.4.6 枚举法 17
1.5 认识程序设计 18
1.5.1 程序开发流程 19
1.5.2 结构化程序设计 19
1.5.3 面向对象程序设计 20
本章习题 22
第2章 数组结构 24
2.1 线性表简介 24
2.2 认识数组 25
2.2.1 一维数组 26
2.2.2 二维数组 28
2.2.3 三维数组 31
2.2.4 n维数组 34
2.3 矩阵 34
2.3.1 矩阵相加 35
2.3.2 矩阵相乘 37
2.3.3 转置矩阵 40
2.3.4 稀疏矩阵 41
2.3.5 上三角矩阵 44
2.3.6 下三角矩阵 49
2.3.7 带状矩阵 53
2.4 数组与多项式 54
本章习题 56
第3章 链表 58
3.1 动态分配内存 58
3.2 单向链表 59
3.2.1 建立单向链表 60
3.2.2 单向链表中节点的删除 64
3.2.3 单向链表中新节点的
插入 69
3.2.4 单向链表的反转 73
3.2.5 单向链表的串接 76
3.2.6 多项式链表表示法 77
3.3 环形链表 83
3.3.1 环形链表中新节点的
插入 84
3.3.2 环形链表中节点的删除 84
3.3.3 环形链表的串接 87
3.3.4 稀疏矩阵的环形链表
表示法 91
3.4 双向链表 93
3.4.1 双向链表的定义 93
3.4.2 双向链表中新节点的
插入 94
3.4.3 双向链表中节点的删除 95
本章习题 98
第4章 堆栈 100
4.1 堆栈简介 100
4.1.1 用数组实现堆栈 101
4.1.2 用链表实现堆栈 105
4.2 堆栈的应用 109
4.2.1 汉诺塔问题 110
4.2.2 老鼠走迷宫 116
4.2.3 八皇后问题 121
4.3 算术表达式的表示法 124
4.3.1 中序法求值 125
4.3.2 前序法求值 126
4.3.3 后序法求值 127
4.4 中序法转为前序法与后序法 128
4.4.1 二叉树法 128
4.4.2 括号法 128
4.4.3 堆栈法 129
4.5 前序法与后序法表达式
转换成中序法表达式 134
4.5.1 括号法 134
4.5.2 堆栈法 135
本章习题 137
第5章 队列 139
5.1 认识队列 139
5.1.1 队列的基本操作 140
5.1.2 用数组来实现队列 140
5.1.3 用链表来实现队列 143
5.2 队列的应用 145
5.2.1 环形队列 145
5.2.2 双向队列 149
5.2.3 优先队列 152
本章习题 153

第6章 树结构 154
6.1 树的基本概念 155
6.2 二叉树简介 157
6.2.1 二叉树的定义 157
6.2.2 特殊二叉树简介 158
6.3 二叉树的存储方式 160
6.3.1 用一维数组来实现
二叉树 160
6.3.2 用链表来实现二叉树 162
6.4 二叉树的遍历 164
6.4.1 中序遍历 165
6.4.2 后序遍历 166
6.4.3 前序遍历 166
6.4.4 二叉树遍历的实现 168
6.4.5 二叉运算树 171
6.5 二叉树的高级研究 176
6.5.1 二叉排序树 176
6.5.2 二叉查找树 181
6.5.3 线索二叉树 184
6.6 树的二叉树表示法 189
6.6.1 树转化为二叉树 189
6.6.2 二叉树转化为树 191
6.6.3 森林转化为二叉树 192
6.6.4 二叉树转化为森林 193
6.6.5 树与森林的遍历 194
6.6.6 确定唯一二叉树 197
6.7 优化二叉查找树 199
6.7.1 扩充二叉树 199
6.7.2 哈夫曼树 201
6.8 平衡树 202
6.8.1 平衡树的定义 202
6.8.2 B树 204
本章习题 204
第7章 图结构 208
7.1 图的简介 209
7.1.1 图的定义 209
7.1.2 无向图 210
7.1.3 有向图 211
7.2 图的数据表示法 212
7.2.1 邻接矩阵法 212
7.2.2 邻接链表法 216
7.2.3 邻接复合链表法 220
7.2.4 索引表格法 221
7.3 图的遍历 223
7.3.1 深度优先遍历 223
7.3.2 广度优先遍历 227
7.4 生成树 230
7.5 最小生成树 231
7.5.1 Prim算法 232
7.5.2 Kruskal算法 233
7.6 图的最短路径 238
7.6.1 单点对全部顶点——
Dijkstra算法与A*算法 238
7.6.2 两两顶点间的最短路径
——Floyd算法 244
7.7 AOV网络与拓扑排序 248
7.8 AOE网络 251
本章习题 252
第8章 排序 256
8.1 排序简介 257
8.1.1 排序的分类 257
8.1.2 排序算法分析 258
8.2 内部排序法 258
8.2.1 冒泡排序法 259
8.2.2 选择排序法 264
8.2.3 插入排序法 266
8.2.4 希尔排序法 269
8.2.5 合并排序法 272
8.2.6 快速排序法 273
8.2.7 堆积排序法 277
8.2.8 基数排序法 282
8.3 外部排序法 285
8.3.1 直接合并排序法 285
8.3.2 k-路合并法 293
8.3.3 多相合并法 294
本章习题 295
第9章 查找 298
9.1 常见的查找方法 298
9.1.1 顺序查找法 299
9.1.2 二分查找法 301
9.1.3 插值查找法 304
9.1.4 斐波那契查找法 306
9.2 哈希查找法 308
9.3 常见的哈希法 309
9.3.1 除留余数法 309
9.3.2 平方取中法 310
9.3.3 折叠法 311
9.3.4 数字分析法 312
9.4 碰撞与溢出问题的处理 313
9.4.1 线性探测法 313
9.4.2 平方探测法 315
9.4.3 再哈希法 315
9.4.4 链表法 316
9.4.5 哈希法综合范例 318
本章习题 321
附录A Java开发环境简介 323
附录B 课后习题与参考答案 333
附录C 数据结构专有名词索引
（电子版见下载） 379

本书教授的对象主要是专科院校的学生或非信息类专业的读者及中学生。因为信息专业类学习用的“数据结构与算法”内容更为艰深，本书不适合作为这类专业教科书使用，而适合作为普及型的教科书或自学读物。
为了便于学校的教学或者读者自学，笔者在描述数据结构原理和算法时行文清晰而严谨，为每个算法及其数据结构提供了演算的详细图解。另外，为了达到教学中让学生上机实践或者自学者上机“操练”的目的，本书为每个经典的算法都提供了用Java程序设计语言编写的完整范例程序（包含了完整的源代码），每个范例程序都经过了测试和调试，可以直接在标准的Java环境中运行，目的就是让本书的学习者以这些范例程序作为参照，迅速掌握数据结构和算法的要点。
学习本书需要有面向对象程序设计语言的基础，如果读者没有学习过任何面向对象的程序设计语言，那么建议读者还是先学习一下Java程序设计语言再来学习本书。如果读者已经掌握了C 、C#、Python等任何一种面向对象的程序设计语言，也需要找一本“Java程序设计语言快速入门”方面的参考书快速浏览一下，即可开始本书的学习。