计算机二级数据结构与算法.pptVIP

全国计算机等级考试二级公共基础知识 1. 基本数据结构与算法 1.1 算法 1.1.1 算法(algorithm)基本概念 　　对特定问题求解步骤的一种描述，它是指令的有限序列，其中每一条指令表示一个或多个操作。它是一组严谨地定义运算顺序的规则，并且每一个规则都是有效的，且是明确的，此顺序将在有限的次数下终止。 算法的基本特征 可行性 确定性 有穷性 拥有足够的情报 输入和输出 算法的基本要素 1、对数据对象的运算和操作 算术运算：加、减、乘、除等运算 逻辑运算：“与” 、“或” 、“非”等运算 关系运算：“大于” 、“等于”等运算 数据传输：赋值、输入、输出等运算 算法的基本要素 2、算法的控制结构 算法中各操作之间的执行顺序 描述算法的工具通常有传统流程图、N-S结构化流程图、算法描述语言等 一个算法一般可以用顺序、选择、循环三种基本机构组合而成。 算法设计基本方法 列举法 归纳法 递推 递归（以简洁的形式设计和描述算法） 减半递推技术 回溯法 1.1.2 算法复杂度 时间复杂度 是指执行算法所需要的计算工作量。 一般用算法在执行过程中所需要的基本运算的执行次数来度量算法的工作量。 算法中基本运算执行次数和问题的规模有关。 算法的工作量＝f(n) 有时在固定规模下，基本运算执行次数还和具体输入有关。 平均性态 最坏情况复杂性 算法的空间复杂度 一般是指执行这个算法所需要的内存空间 一个算法所占用的存储空间包括算法程序所占的空间、输入的初始数据所占的存储空间以及某种数据结构所需要的附加存储空间 一个上机执行的程序除了需要存储空间来寄存本身所用指令、常数、变量和输入数据外，也需要一些对数据进行操作的工作单元和存储一些为实现计算所需信息的辅助空间。 1.2 数据结构 数据结构的定义 数据的逻辑结构和存储结构 数据结构的图形表示 线性结构与非线性结构 1.2.1 数据结构研究的主要内容 当今计算机应用的特点： 所处理的数据量大且具有一定的关系； 对其操作不再是单纯的数值计算，而更多地是需要对其进行组织、管理和检索。 应用举例——学籍档案管理 假设用计算机管理学生档案，研究对象为：学生，常用操作查找、删除、修改、插入等 一个学籍档案管理系统应包含如下表1-1所示的学生信息。 特点： 每个学生的信息占据一行，所有学生的信息按学号顺序依次排列构成一张表格。 表中每个学生的信息依据学号的顺序存在着一种前后关系，这就是我们所说的线性结构。 对它的操作通常是插入某个学生的信息，删除某个学生的信息，更新某个学生的信息，按条件检索某个学生的信息等等。 1.2.2 基本概念和术语 1.2.2 基本概念和术语 1.2.2 基本概念和术语 1.2.2 基本概念和术语 1.2.2 基本概念和术语 数据的逻辑结构 表示数据元素的信息 表示数据元素之间的前后件关系。 数据逻辑结构通常用二元组表示 数据逻辑结构也可用图形表示 数据结构的图形表示 数据的存储结构 数据的逻辑结构在计算机存储空间的表示。 各数据元素在计算机存储空间中的位置与逻辑关系不一定相同。 常用的存储结构有：顺序、链接、索引等。 数据的存储结构 二级公共基础05年4月试题 （1）数据的存储结构是指???? A）存储在外存中的数据 B）数据所占的存储空间量 C）数据在计算机中的顺序存储方式 D）数据的逻辑结构在计算机中的表示 线性结构与非线性结构 有且只有一个根结点（没有前件的结点）。 每一个结点最多只有一个前件，也最多只有一个后件。 1.3 线性表 1.3.1 线性表的定义 线性表是n个元素的有限序列，它们之间的关系可以排成一个线性序列： a1，a2，…… ，ai，…… ，an 其中n称作表的长度，当n=0时，称作空表。 线性表的特点： 1.线性表中所有元素的性质相同。 2.除第一个和最后一个数据元素之外，其它数据元素有且仅有一个前件和一个后件。第一个数据元素无前件，最后一个数据元素无后件。 3.数据元素在表中的位置只取决于它自身的序号。 在线性表上常用的运算有： 初始化、求长度、取元素、修改、 前插、删除、检索、排序。 1.3.2 线性表的顺序存储结构 线性表顺序存储结构的特点： 1、线性表所有元素所占的存储空间是连续的。 2、线性表各数据元素在存储空间中是按逻辑顺序依次存放的。 若长度为n的线性表表示为：( a1,a2,…,ai,…an)运算后表示为： ( a’1,a’2,…,a’i,…a’n)，则满足以下关系： 插入新元素b后 1.4 栈和队列 1.4.1 栈和队列的定义 栈和队列是两种特殊的线性表，它们是