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本书为国家级一流本科课程配套教材，作者长期从事数据结构的研究和教学，深切理解学生在学习数据结构过程中遇到的问题和困惑，深入探究掌握数据结构的有效途径和方法，深刻思考数据结构对培养程序设计和计算思维的地位和作用，深度把握课程的教学目标和重点难点，在教学内容和教学设计等方面进行了统筹规划，本书具有先进性、适用性和实用性。。
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| 內容簡介： |
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本书按照《全国硕士研究生招生考试计算机科学与技术学科联考计算机学科专业基础考试大纲》（以下简称《考试大纲》）重新组织目录，涵盖《考试大纲》的全部考查内容。本书介绍了数据结构、算法以及抽象数据类型的概念；线性表、栈和队列、多维数组、树和二叉树、图等基本数据结构及实现方法；常用查找技术和排序技术。本书兼顾概念层和实现层，既强调了数据结构的基本概念和原理方法，又注重了数据结构的程序实现和实际运用，在提炼基础知识的同时，进行了适当的扩展和提高。 本书内容丰富，层次清晰，深入浅出，结合实例，可作为高等学校计算机及相关专业数据结构课程的教材，也可供从事计算机软件开发和应用的工程技术人员阅读和参考。
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| 目錄：
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第1章绪论1
1.1问题求解与程序设计2
1.1.1程序设计的一般过程2
1.1.2数据结构在程序设计中的作用4
1.1.3算法在程序设计中的作用5
1.1.4本书讨论的主要内容6
1.2数据结构的基本概念8
1.2.1数据结构8
1.2.2抽象数据类型11
1.3算法的基本概念12
1.3.1算法及算法的特性12
1.3.2算法的描述方法13
1.4算法分析15
1.4.1算法的时间复杂度15
1.4.2算法的空间复杂度17
1.4.3算法分析举例17
1.5扩展与提高20
1.5.1从数据到大数据20
1.5.2算法分析的其他渐近符号22
1.6考研加油站23第2章线性表25
2.1引言26
2.2线性表的逻辑结构27
2.2.1线性表的定义27
2.2.2线性表的抽象数据类型定义27数据结构——从概念到C实现（第2版）目录2.3线性表的顺序存储结构及实现29
2.3.1顺序表的存储结构定义29
2.3.2顺序表的实现30
2.3.3顺序表的使用34
2.4线性表的链接存储结构及实现35
2.4.1单链表的存储结构定义35
2.4.2单链表的实现37
2.4.3单链表的使用45
2.4.4双链表46
2.4.5循环链表47
2.5扩展与提高48
2.5.1线性表的静态链表存储48
2.5.2顺序表的动态分配方式50
2.5.3顺序表和链表的比较52
2.6应用实例53
2.6.1约瑟夫环问题53
2.6.2一元多项式求和55
2.7考研加油站60第3章栈、队列和数组63
3.1引言64
3.2栈65
3.2.1栈的逻辑结构65
3.2.2栈的顺序存储结构及实现66
3.2.3栈的链接存储结构及实现69
3.2.4顺序栈和链栈的比较72
3.3队列72
3.3.1队列的逻辑结构72
3.3.2队列的顺序存储结构及实现73
3.3.3队列的链接存储结构及实现77
3.3.4循环队列和链队列的比较81
3.4多维数组81
3.4.1数组的逻辑结构81
3.4.2数组的存储结构与寻址82
3.5矩阵的压缩存储83
3.5.1特殊矩阵的压缩存储83
3.5.2稀疏矩阵的压缩存储86
3.6扩展与提高88
3.6.1两栈共享空间88
3.6.2双端队列89
3.6.3广义表91
3.7应用实例94
3.7.1括号匹配问题94
3.7.2表达式求值95
3.7.3八皇后问题99
3.8考研加油站102第4章树和二叉树105
4.1引言106
4.2树的逻辑结构107
4.2.1树的定义和基本术语107
4.2.2树的抽象数据类型定义109
4.2.3树的遍历操作109
4.3树的存储结构110
4.3.1双亲表示法110
4.3.2孩子表示法111
4.3.3孩子兄弟表示法112
4.4二叉树的逻辑结构113
4.4.1二叉树的定义113
4.4.2二叉树的基本性质115
4.4.3二叉树的抽象数据类型定义116
4.4.4二叉树的遍历操作117
4.5二叉树的存储结构119
4.5.1顺序存储结构119
4.5.2二叉链表120
4.5.3三叉链表124
4.6森林124
4.6.1森林的逻辑结构124
4.6.2树、森林与二叉树的转换125
4.7最优二叉树127
4.7.1哈夫曼算法127
4.7.2哈夫曼编码129
4.8扩展与提高131
4.8.1二叉树遍历的非递归算法131
4.8.2线索二叉树134
4.9应用实例138
4.9.1堆与优先队列138
4.9.2并查集140
4.10考研加油站141第5章图145
5.1引言146
5.2图的逻辑结构147
5.2.1图的定义和基本术语147
5.2.2图的抽象数据类型定义149
5.2.3图的遍历操作150
5.3图的存储结构及实现153
5.3.1邻接矩阵153
5.3.2邻接表156
5.3.3邻接矩阵和邻接表的比较161
5.4最小生成树161
5.4.1Prim算法162
5.4.2Kruskal算法165
5.5最短路径169
5.5.1Dijkstra算法169
5.5.2Floyd算法172
5.6有向无环图及其应用174
5.6.1AOV网与拓扑排序174
5.6.2AOE网与关键路径177
5.7扩展与提高179
5.7.1图的其他存储方法179
5.7.2图的连通性181
5.8应用实例183
5.8.1七巧板涂色问题183
5.8.2医院选址问题184
5.9考研加油站187第6章查找技术189
6.1概述190
6.1.1查找的基本概念190
6.1.2查找算法的性能191
6.2线性表的查找技术191
6.2.1顺序查找191
6.2.2折半查找192
6.3树表的查找技术195
6.3.1二叉查找树195
6.3.2平衡二叉树201
6.3.3B树204
6.4散列表的查找技术208
6.4.1散列查找的基本思想208
6.4.2散列函数的设计210
6.4.3处理冲突的方法211
6.4.4散列查找的性能分析215
6.5字符串模式匹配216
6.5.1BF算法216
6.5.2KMP算法218
6.6扩展与提高220
6.6.1顺序查找的改进——分块查找220
6.6.2折半查找的改进——插值查找220
6.6.3平衡二叉树的改进——红黑树221
6.6.4B树的改进——B 树227
6.6.5各种查找方法的比较228
6.7考研加油站228第7章排序技术231
7.1概述232
7.1.1排序的基本概念232
7.1.2排序算法的性能233
7.2插入排序233
7.2.1直接插入排序233
7.2.2希尔排序235
7.3交换排序237
7.3.1起泡排序237
7.3.2快速排序239
7.4选择排序242
7.4.1简单选择排序242
7.4.2堆排序244
7.5归并排序248
7.5.1二路归并排序的递归实现248
7.5.2二路归并排序的非递归实现249
7.6外部排序251
7.6.1外部排序的基本思想251
7.6.2置换—选择排序252
7.6.3败者树254
7.7扩展与提高255
7.7.1排序问题的时间下界255
7.7.2基数排序256
7.7.3各种排序方法的比较258
7.8考研加油站260参考文献263第1章绪论1
1.1问题求解与程序设计2
1.1.1程序设计的一般过程2
1.1.2数据结构在程序设计中的作用4
1.1.3算法在程序设计中的作用5
1.1.4本书讨论的主要内容6
1.2数据结构的基本概念8
1.2.1数据结构8
1.2.2抽象数据类型11
1.3算法的基本概念12
1.3.1算法及算法的特性12
1.3.2算法的描述方法13
1.4算法分析15
1.4.1算法的时间复杂度15
1.4.2算法的空间复杂度17
1.4.3算法分析举例17
1.5扩展与提高20
1.5.1从数据到大数据20
1.5.2算法分析的其他渐进符号22
1.6考研加油站23第2章线性表24
2.1引言25
2.2线性表的逻辑结构26
2.2.1线性表的定义26
2.2.2线性表的抽象数据类型定义26数据结构——从概念到C实现（第2版）目录2.3线性表的顺序存储结构及实现28
2.3.1顺序表的存储结构定义28
2.3.2顺序表的实现29
2.3.3顺序表的使用33
2.4线性表的链接存储结构及实现34
2.4.1单链表的存储结构定义34
2.4.2单链表的实现36
2.4.3单链表的使用44
2.4.4双链表45
2.4.5循环链表46
2.5扩展与提高47
2.5.1线性表的静态链表存储47
2.5.2顺序表的动态分配方式49
2.5.3顺序表和链表的比较51
2.6应用实例52
2.6.1约瑟夫环问题52
2.6.2一元多项式求和54
2.7考研加油站59第3章栈、队列和数组61
3.1引言62
3.2栈63
3.2.1栈的逻辑结构63
3.2.2栈的顺序存储结构及实现64
3.2.3栈的链接存储结构及实现67
3.2.4顺序栈和链栈的比较70
3.3队列70
3.3.1队列的逻辑结构70
3.3.2队列的顺序存储结构及实现71
3.3.3队列的链接存储结构及实现75
3.3.4循环队列和链队列的比较79
3.4多维数组79
3.4.1数组的逻辑结构79
3.4.2数组的存储结构与寻址80
3.5矩阵的压缩存储81
3.5.1特殊矩阵的压缩存储81
3.5.2稀疏矩阵的压缩存储84
3.6扩展与提高86
3.6.1两栈共享空间86
3.6.2双端队列87
3.6.3广义表89
3.7应用举例92
3.7.1括号匹配问题92
3.7.2表达式求值93
3.7.3八皇后问题97
3.8考研加油站100第4章树和二叉树102
4.1引言103
4.2树的逻辑结构104
4.2.1树的定义和基本术语104
4.2.2树的抽象数据类型定义106
4.2.3树的遍历操作106
4.3树的存储结构107
4.3.1双亲表示法107
4.3.2孩子表示法108
4.3.3孩子兄弟表示法109
4.4二叉树的逻辑结构110
4.4.1二叉树的定义110
4.4.2二叉树的基本性质112
4.4.3二叉树的抽象数据类型定义113
4.4.4二叉树的遍历操作114
4.5二叉树的存储结构116
4.5.1顺序存储结构116
4.5.2二叉链表117
4.5.3三叉链表121
4.6森林121
4.6.1森林的逻辑结构121
4.6.2树、森林与二叉树的转换122
4.7最优二叉树124
4.7.1哈夫曼算法124
4.7.2哈夫曼编码126
4.8扩展与提高128
4.8.1二叉树遍历的非递归算法128
4.8.2线索二叉树131
4.9应用实例135
4.9.1堆与优先队列135
4.9.2并查集137
4.10考研加油站138第5章图141
5.1引言142
5.2图的逻辑结构143
5.2.1图的定义和基本术语143
5.2.2图的抽象数据类型定义145
5.2.3图的遍历操作146
5.3图的存储结构及实现149
5.3.1邻接矩阵149
5.3.2邻接表152
5.3.3邻接矩阵和邻接表的比较157
5.4最小生成树157
5.4.1Prim算法158
5.4.3Kruskal算法161
5.5最短路径165
5.5.1Dijkstra算法165
5.5.2Floyd算法168
5.6有向无环图及其应用170
5.6.1AOV网与拓扑排序170
5.6.2AOE网与关键路径173
5.7扩展与提高175
5.7.1图的其他存储方法175
5.7.2图的连通性177
5.8应用实例179
5.8.1七巧板涂色问题179
5.8.2医院选址问题180
5.9考研加油站183第6章查找技术185
6.1概述186
6.1.1查找的基本概念186
6.1.2查找算法的性能187
6.2线性表的查找技术187
6.2.1顺序查找187
6.2.2折半查找188
6.3树表的查找技术191
6.3.1二叉查找树191
6.3.2平衡二叉树197
6.3.3B树200
6.4散列表的查找技术204
6.4.1散列查找的基本思想204
6.4.2散列函数的设计206
6.4.3处理冲突的方法207
6.4.4散列查找的性能分析211
6.5字符串模式匹配212
6.5.1BF算法212
6.5.2KMP算法214
6.6扩展与提高216
6.6.1顺序查找的改进——分块查找216
6.6.2折半查找的改进——插值查找216
6.6.3平衡二叉树的改进——红黑树217
6.6.4B树的改进——B 树223
6.6.5各种查找方法的比较224
6.7考研加油站224第7章排序技术227
7.1概述228
7.1.1排序的基本概念228
7.1.2排序算法的性能229
7.2插入排序229
7.2.1直接插入排序229
7.2.2希尔排序231
7.3交换排序233
7.3.1起泡排序233
7.3.2快速排序235
7.4选择排序238
7.4.1简单选择排序238
7.4.2堆排序240
7.5归并排序244
7.5.1二路归并排序的递归实现244
7.5.2二路归并排序的非递归实现245
7.6外部排序247
7.6.1外部排序的基本思想247
7.6.2置换选择排序248
7.6.3败者树250
7.7扩展与提高251
7.7.1排序问题的时间下界251
7.7.2基数排序252
7.7.3各种排序方法的比较254
7.8考研加油站256参考文献258
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本书是系列教材《数据结构——从概念到C实现》《数据结构——从概念到C 实现》《数据结构——从概念到Java实现》中的一部。全书在概念的描述、实例的选择、知识的前后衔接、内容的组织结构，以及教学内容的理解、教学目标的实现、教学意图的融入、教学方法的运用等方面进行了系统思考和统筹设计，力图为读者构建多层次的知识体系，如图1所示。在问题求解层面，以数据表示和数据处理为主线，提出并贯彻“问题→想法→算法→程序”的思维模式；在存储结构层面，通过存储示意图理解数据表示，再给出存储结构定义；在算法设计层面，采用抽象分级的教学方法，通过伪代码描述算法，注重培养计算思维；在算法分析层面，理解什么是“好”算法，给出算法分析的基本方法；在程序实现层面，给出所有数据结构和典型算法的C程序源码；在实际运用层面，通过应用实例展示为待求解问题设计适当的数据结构、基于数据结构设计算法、基于算法构造程序的过程，从而将数据结构、算法和程序有机地融合在一起。
图1构建多层次的知识体系
“数据结构——从概念到实现”系列教材出版以来，发行量超过30万册，在使用过程中得到国内许多高校教师和学生的肯定，他们也提出了一些很好的建议。本书在保留系列教材原有特色的基础上，进行了如下修订。
（1） 按照《全国硕士研究生招生考试计算机科学与技术学科联考计算机学科专业基础考试大纲》（以下简称《考试大纲》）重新组织目录，梳理知识模块之间的拓扑结构，如图2所示，增加红黑树、外部排序等相关内容。
数据结构——从概念到C实现（第2版）前言图2知识模块之间的拓扑结构
（2） 基于工程认证理念，按照布鲁姆教学目标分类，重写了每章的教学目标，使得教学目标可落实、可衡量。数据结构课程的教学目标如下。
① 描述基本数据模型的逻辑特征，分析和评价数据模型的不同存储方法，进行存储结构定义；针对计算机领域的工程问题，构建数据模型、设计存储结构。
② 描述数据结构的基本操作、经典算法、常用查找技术和排序技术的执行过程，对重要的算法进行复现；针对计算机领域的工程问题，进行算法设计并运用大O记号进行算法性能分析。
③ 针对计算机领域具有时空性能约束的复杂工程问题，应用数据结构的设计原则和实现方法，通过比较、选择、优化等过程，设计合理的存储结构和解决方案，进行数据表示、算法描述和程序实现。
（3） 每章增加了“考研加油站”，给出了研究生入学考试（科目代码408）数据结构部分的历年考研真题。删除了每章的课后习题，将习题以作业册的形式独立出来，并且给出了作业题和课程目标之间的支撑关系。教师可关注微信公众号“老竹园”，下载作业册的参考答案。
（4） 每章增加了附配的教学资源，包括教学课件、程序源码、考研真题答案，读者可以扫描书中的二维码获取。其中，部分课件进行了更新，部分程序源码重新进行了调试。
（5） 提供了课程思政参考案例，随着教学内容的展开融入思政元素，讲好中国文化与中国故事，增强育人效果。
（6） 提供了作业平台，读者可以扫描封底的“作业系统二维码”登录平台。
参加本书编写的还有王涛、董亚则、王贵参、刘冰、党源源、肖巍等老师，微信公众号“老竹园”由张丽杰老师建立和维护。由于作者的知识和写作水平有限，书稿虽再三斟酌几经修改，仍难免有缺漏和错误，欢迎专家和读者批评指正。
微信公众号“老竹园”、作者微信（“老竹园-王红梅”）及思政参考案例二维码如下：
微信公众号“老竹园”
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思政参考案例
作者2023年1月
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