数据结构课件001剖析.ppt

假设:z1和z2是上述定义的复数 则 Add(z1, z2, z3) 操作的结果 z3 = z1 + z2 即为用户企求的结果 ADT 有两个重要特征: 数据抽象 用ADT描述程序处理的实体时，强调的是其本质的特征、其所能完成的功能以及它和外部用户的接口（即外界使用它的方法）。 数据封装 将实体的外部特性和其内部实现细节分离，并且对外部用户隐藏其内部实现细节。 抽象数据类型的描述方法 抽象数据类型可用（D，S，P）三元组表示。 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。 ADT 抽象数据类型名 { 数据对象：〈数据对象的定义〉 数据关系：〈数据关系的定义〉 基本操作：〈基本操作的定义〉 } ADT 抽象数据类型名 其中基本操作的定义格式为: 基本操作名（参数表） 初始条件：〈初始条件描述〉 操作结果：〈操作结果描述〉 赋值参数 只为操作提供输入值。 引用参数 以打头，除可提供输入值外， 还将返回操作结果。 初始条件 描述了操作执行之前数据结构和参数应满足的条件，若不满足，则操作失败，并返回相应出错信息。 操作结果 说明了操作正常完成之后，数据结构的变化状况和应返回的结果。若初始条件为空，则省略之。 抽象数据类型的表示和实现 抽象数据类型需要通过固有数据类型(高级编程语言中已实现的数据类型)来实现。 例如，对以上定义的复数。 typedef struct { float realpart； float imagpart； }complex； // -----存储结构的定义 // -----基本操作的函数原型说明 void Assign( complex Z, float realval, float imagval )； // 构造复数 Z,其实部和虚部分别被赋以参数 // realval 和 imagval 的值 float GetReal( cpmplex Z )； // 返回复数 Z 的实部值 float Getimag( cpmplex Z )； // 返回复数 Z 的虚部值 void add( complex z1, complex z2, complex sum )； // 以 sum 返回两个复数 z1, z2 的和 // -----基本操作的实现 void add( complex z1, complex z2, complex sum ) { // 以 sum 返回两个复数 z1, z2 的和 sum.realpart = z1.realpart + z2.realpart; sum.imagpart = z1.imagpart + z2.imagpart; } { 其它省略 } 1.3 算法和算法的衡量 一、算法 二、算法设计的原则 三、算法效率的衡量方法和准则 四、算法的存储空间需求 算法是为了解决某类问题而规定的一个有限长的操作序列。一个算法必须满足以下五个重要特性： 1．有穷性 2．确定性 3．可行性 4．有输入 5．有输出 一、算法 1．有穷性 对于任意一组合法输入值，在执行有穷步骤之后一定能结束，即： 算法中的每个步骤都能在有限时间内完成。 2．确定性 对于每种情况下所应执行的操作，在算法中都有确切的规定，使算法的执行者或阅读者都能明确其含义及如何执行。并且在任何条件下，算法都只有一条执行路径。 3．可行性 算法中的所有操作都必须足够基本，都可以通过已经实现的基本操作运算有限次实现之。 4．有输入 作为算法加工对象的量值，通常体现为算法中的一组变量。有些输入量需要在算法执行过程中输入，而有的算法表面上可以没有输入，实际上已被嵌入算法之中。 5．有输出 它是一组与“输入”有确 定关系的量值，是算法进行信息加工后得到的结果，这种确定关系即为算法的功能。 二、算法设计的原则 设计算法时，通常应考虑达到以下目标： 1．正确性 2. 可读性 3．健壮性 4．高效率与低存储量需求 1．正确性 首先，算法应当满足以特定的“规格说明”方式给出的需求。 其次，对算法是否“正确”的理解可以有以下四个层次： a．程序中不含语法错误； b．程序对于几组输入数据能够得出满足要求的结果； c．程序对于精心选择的、典型、苛刻且带有刁难性