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《数据结构与算法》PPT课件

contents

目录

数据结构基础

算法基础

线性数据结构

非线性数据结构

排序与查找算法

数据结构与算法的应用

01

数据结构基础

总结词:基本概念

详细描述:数据结构是数据元素的集合,以及数据元素之间相互关系和数据操作方式的描述。它关注的是数据的组织、存储和操作方式,以提高数据处理的效率。

总结词:应用价值

详细描述:数据结构在计算机科学和信息技术领域中具有至关重要的地位。它是计算机算法的基础,对于软件开发、系统设计、数据库管理等方面具有重要意义。良好的数据结构设计可以提高程序的性能、可维护性和可扩展性。

总结词:分类方式

详细描述:根据元素之间的关系,数据结构可以分为线性结构和非线性结构。线性结构如线性表、栈、队列等,元素之间存在一对一的顺序关系;非线性结构如树、图等,元素之间存在一对多或多对多的关系。不同的数据结构适用于不同的应用场景,选择合适的数据结构可以提高程序的效率和可读性。

02

算法基础

总结词

列举并简要描述常见的算法分类

详细描述

分治算法将问题分解为若干个子问题,分别求解子问题,再合并子问题的解得到原问题的解。贪心算法在每一步选择中都采取当前状态下最好或最优(即最有利)的选择,从而希望导致结果是最好或最优的。动态规划算法将问题分解为相互重叠的子问题,并保存子问题的解,避免重复计算。回溯算法通过探索所有可能的解来解决问题,当发现当前解不可行时,回溯到上一步重新探索其他解。

03

线性数据结构

数组是线性数据结构中的基本形式,它以连续的内存空间为基础,用于存储固定长度的同类型元素。

数组具有固定的长度,可以通过索引直接访问任意元素。它适合于需要快速访问数据的场景,但插入和删除操作需要移动大量元素,效率较低。

详细描述

总结词

总结词

链表是一种线性数据结构,它通过指针链接各个节点,节点包含数据和指向下一个节点的指针。

详细描述

链表的优势在于可以动态调整大小,插入和删除操作仅需修改指针,时间复杂度为O(1)。但链表访问特定元素需要从头部遍历,效率较低。

VS

栈和队列是特殊的线性数据结构,它们遵循特定的操作规则。栈遵循后进先出(LIFO)原则,队列遵循先进先出(FIFO)原则。

详细描述

栈用于保存按照后进先出顺序访问的数据元素,常见的操作有压栈、弹栈和查看栈顶元素。队列用于保存按照先进先出顺序访问的数据元素,常见的操作有入队、出队和查看队首元素。

总结词

04

非线性数据结构

树是一种非线性数据结构,由节点和边组成,表示层次结构。根据性质,树可以分为二叉树、三叉树、多叉树等。

定义与分类

插入节点、删除节点、查找节点等。

基本操作

树具有层次性,每个节点可以有多个子节点,但只能有一个父节点。

特性

文件系统、决策树、表达式求值等。

应用场景

图是由节点和边组成的数据结构,用于表示对象间的关系。根据边的有无,图可以分为有向图和无向图。

定义与分类

添加边、删除边、查找路径等。

基本操作

图中的边可以是有方向的,也可以是无方向的。节点之间可以有多种关系,如邻接、相连等。

特性

社交网络、交通网络、路由协议等。

应用场景

05

排序与查找算法

冒泡排序:通过重复地遍历待排序的数列,一次比较两个元素,如果他们的顺序错误就把他们交换过来。遍历数列的工作是重复地进行直到没有再需要交换,也就是说该数列已经排序完成。

选择排序:在未排序的序列中找到最小(或最大)的元素,存放到排序序列的起始位置,然后再从剩余未排序的元素中继续寻找最小(或最大)元素,然后放到已排序序列的末尾。以此类推,直到所有元素均排序完毕。

插入排序:将待排序的元素插入到已经排好序的有序序列中,从而得到一个新的、个数加一的有序序列,算法适用于少量数据的排序,时间复杂度为O(n^2)。

快速排序:通过一趟排序将待排序的数据分割成独立的两部分,其中一部分的所有数据都比另一部分的所有数据要小,然后再按此方法对这两部分数据分别进行快速排序,整个排序过程可以递归进行,以此达到整个数据变成有序序列。

线性查找:从数据结构的一端开始逐个检查每个元素,直到找到所查元素为止。这种方法查找速度慢,平均时间复杂度为O(n)。

二分查找:在有序数组中查找某一特定元素的有哪些信誉好的足球投注网站算法。有哪些信誉好的足球投注网站过程从数组的中间元素开始,如果中间元素正好是目标值,则有哪些信誉好的足球投注网站过程结束;如果目标值大于或小于中间元素,则在数组大于或小于中间元素的那一半中查找,而且同样从中间元素开始比较。如果在某一步骤数组为空,则代表找不到。这种有哪些信誉好的足球投注网站算法每一次比较都使有哪些信誉好的足球投注网站范围缩小一半。

哈希查找:通过哈希函数将关键字转化为数组下标,直接在数组中查找所查元素。这种方法查找速度快,平均时间复杂度为O(1)。

二分查找树的查找:基于二叉查找树的查找。先沿着左子树查找,如果未找到则再沿着右子树查找。

06

数据结

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