數(shù)據(jù)就是指能夠被計(jì)算機(jī)識(shí)別、存儲(chǔ)和加工處理的信息的載體。
數(shù)據(jù)元素是數(shù)據(jù)的基本單位,有時(shí)一個(gè)數(shù)據(jù)元素可以由若干個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)組成。數(shù)據(jù)項(xiàng)是具有獨(dú)立含義的最小標(biāo)識(shí)單位。如整數(shù)這個(gè)集合中,10這個(gè)數(shù)就可稱(chēng)是一個(gè)數(shù)據(jù)元素.又比如在一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)(關(guān)系式數(shù)據(jù)庫(kù))中,一個(gè)記錄可稱(chēng)為一個(gè)數(shù)據(jù)元素,而這個(gè)元素中的某一字段就是一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)。
數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的定義雖然沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn),但是它包括以下三方面內(nèi)容:邏輯結(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)、和對(duì)數(shù)據(jù)的操作。這一段比較重要,我用自己的語(yǔ)言來(lái)說(shuō)明一下,大家看看是不是這樣。
比如一個(gè)表(數(shù)據(jù)庫(kù)),我們就稱(chēng)它為一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),它由很多記錄(數(shù)據(jù)元素)組成,每個(gè)元素又包括很多字段(數(shù)據(jù)項(xiàng))組成。那么這張表的邏輯結(jié)構(gòu)是怎么樣的呢? 我們分析數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都是從結(jié)點(diǎn)(其實(shí)也就是元素、記錄、頂點(diǎn),雖然在各種情況下所用名字不同,但說(shuō)的是同一個(gè)東東)之間的關(guān)系來(lái)分析的,對(duì)于這個(gè)表中的任一個(gè)記錄(結(jié)點(diǎn)),它只有一個(gè)直接前趨,只有一個(gè)直接后繼(前趨后繼就是前相鄰后相鄰的意思),整個(gè)表只有一個(gè)開(kāi)始結(jié)點(diǎn)和一個(gè)終端結(jié)點(diǎn),那我們知道了這些關(guān)系就能明白這個(gè)表的邏輯結(jié)構(gòu)了。
而存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)則是指用計(jì)算機(jī)語(yǔ)言如何表示結(jié)點(diǎn)之間的這種關(guān)系。如上面的表,在計(jì)算機(jī)語(yǔ)言中描述為連續(xù)存放在一片內(nèi)存單元中,還是隨機(jī)的存放在內(nèi)存中再用指針把它們鏈接在一起,這兩種表示法就成為兩種不同的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。(注意,在本課程里,我們只在高級(jí)語(yǔ)言的層次上討論存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。)
第三個(gè)概念就是對(duì)數(shù)據(jù)的運(yùn)算,比如一張表格,我們需要進(jìn)行查找,增加,修改,刪除記錄等工作,而怎么樣才能進(jìn)行這樣的操作呢? 這也就是數(shù)據(jù)的運(yùn)算,它不僅僅是加減乘除這些算術(shù)運(yùn)算了,在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中,這些運(yùn)算常常涉及算法問(wèn)題。
弄清了以上三個(gè)問(wèn)題,就可以弄清數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)這個(gè)概念。
若用頭指針來(lái)表示該鏈表,則查找終端結(jié)點(diǎn)的時(shí)間為O(n)。
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(答案及點(diǎn)評(píng)) 2.5 在單鏈表、雙鏈表和單循環(huán)鏈表中,若僅知道指針p指向某結(jié)點(diǎn),不知道頭指針,能否將結(jié)點(diǎn)*p從相應(yīng)的鏈表中刪去?若可以,其時(shí)間復(fù)雜度各為多少?
2.5 答:
我們分別討論三種鏈表的情況。
1. 單鏈表。當(dāng)我們知道指針p指向某結(jié)點(diǎn)時(shí),能夠根據(jù)該指針找到其直接后繼,但是由于不知道其頭指針,所以無(wú)法訪問(wèn)到p指針指向的結(jié)點(diǎn)的直接前趨。因此無(wú)法刪去該結(jié)點(diǎn)。
2. 雙鏈表。由于這樣的鏈表提供雙向鏈接,因此根據(jù)已知結(jié)點(diǎn)可以查找到其直接前趨和直接后繼,從而可以刪除該結(jié)點(diǎn)。其時(shí)間復(fù)雜度為O(1)。
3. 單循環(huán)鏈表。根據(jù)已知結(jié)點(diǎn)位置,我們可以直接得到其后相鄰的結(jié)點(diǎn)位置(直接后繼),又因?yàn)槭茄h(huán)鏈表,所以我們可以通過(guò)查找,得到p結(jié)點(diǎn)的直接前趨。因此可以刪去p所指結(jié)點(diǎn)。其時(shí)間復(fù)雜度應(yīng)為O(n)。
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(答案及點(diǎn)評(píng)) 2.6 下述算法的功能是什么?
LinkList Demo(LinkList L){ // L 是無(wú)頭結(jié)點(diǎn)單鏈表
ListNode *Q,*P;
if(L&&L->next){
Q=L;L=L->next;P=L;
while (P->next) P=P->next;
P->next=Q; Q->next=NULL;
}
return L;
}// Demo
第三章:棧和隊(duì)列(包括習(xí)題與答案及要點(diǎn))
轉(zhuǎn)摘www.Ezikao.com
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本章介紹的是棧和隊(duì)列的邏輯結(jié)構(gòu)定義及在兩種存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)(順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu))上如何實(shí)現(xiàn)棧和隊(duì)列的基本運(yùn)算。本章的重點(diǎn)是掌握棧和隊(duì)列在兩種存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)的基本運(yùn)算,難點(diǎn)是循環(huán)隊(duì)列中對(duì)邊界條件的處理。
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1.棧的邏輯結(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)及其相關(guān)算法(綜合應(yīng)用):
棧的邏輯結(jié)構(gòu)和我們先前學(xué)過(guò)的線性表相同,如果它是非空的,則有且只有一個(gè)開(kāi)始結(jié)點(diǎn),有且只能有一個(gè)終端結(jié)點(diǎn),其它的結(jié)點(diǎn)前后所相鄰的也只能是一個(gè)結(jié)點(diǎn)(直接前趨和直接后繼),但是棧的運(yùn)算規(guī)則與線性表相比有更多的限制,棧(Stack)是僅限制在表的一端進(jìn)行插入和刪除運(yùn)算的線性表,通常稱(chēng)插入、刪除這一端為棧頂,另一端稱(chēng)為棧底。表中無(wú)元素時(shí)為空棧。棧的修改是按后進(jìn)先出的原則進(jìn)行的,我們又稱(chēng)棧為L(zhǎng)IFO表(Last In First Out).
棧的基本運(yùn)算有六種:
構(gòu)造空棧:InitStack(S)、
判?: StackEmpty(S)、
判棧滿: StackFull(S)、
進(jìn)棧: Push(S,x)、可形象地理解為壓入,這時(shí)棧中會(huì)多一個(gè)元素
退棧: Pop(S) 、 可形象地理解為彈出,彈出后棧中就無(wú)此元素了。
取棧頂元素:StackTop(S),不同與彈出,只是使用棧頂元素的值,該元素仍在棧頂不會(huì)改變。
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由于棧也是線性表,因此線性表的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)對(duì)棧也適用,通常棧有順序棧和鏈棧兩種存儲(chǔ)結(jié)構(gòu),這兩種存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的不同,則使得實(shí)現(xiàn)棧的基本運(yùn)算的算法也有所不同。
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我們要了解的是,在順序棧中有"上溢"和"下溢"的概念。順序棧好比一個(gè)盒子,我們?cè)诶镱^放了一疊書(shū),當(dāng)我們要用書(shū)的話只能從第一本開(kāi)始拿(你會(huì)把盒子翻過(guò)來(lái)嗎?真聰明^^),那么當(dāng)我們把書(shū)本放到這個(gè)棧中超過(guò)盒子的頂部時(shí)就放不下了(疊上去的不算,哼哼),這時(shí)就是"上溢","上溢"也就是棧頂指針指出棧的外面,顯然是出錯(cuò)了。反之,當(dāng)棧中已沒(méi)有書(shū)時(shí),我們?cè)偃ツ茫纯礇](méi)書(shū),把盒子拎起來(lái)看看盒底,還是沒(méi)有,這就是"下溢"。"下溢"本身可以表示棧為空棧,因此可以用它來(lái)作為控制轉(zhuǎn)移的條件。
鏈棧則沒(méi)有上溢的限制,它就象是一條一頭固定的鏈子,可以在活動(dòng)的一頭自由地增加鏈環(huán)(結(jié)點(diǎn))而不會(huì)溢出,鏈棧不需要在頭部附加頭結(jié)點(diǎn),因?yàn)闂6际窃陬^部進(jìn)行操作的,如果加了頭結(jié)點(diǎn),等于要在頭結(jié)點(diǎn)之后的結(jié)點(diǎn)進(jìn)行操作,反而使算法更復(fù)雜,所以只要有鏈表的頭指針就可以了。
以上兩種存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的棧的基本操作算法是不同的,我們主要要學(xué)會(huì)進(jìn)棧和退棧的基本算法以解決簡(jiǎn)單的應(yīng)用問(wèn)題。
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2.隊(duì)列的邏輯結(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)及其相關(guān)算法(綜合應(yīng)用)。
隊(duì)列(Queue,念Q音)也是一種運(yùn)算受限的線性表,它的運(yùn)算限制與棧不同,是兩頭都有限制,插入只能在表的一端進(jìn)行(只進(jìn)不出),而刪除只能在表的另一端進(jìn)行(只出不進(jìn)),允許刪除的一端稱(chēng)為隊(duì)尾(rear),允許插入的一端稱(chēng)為隊(duì)頭 (Front) ,隊(duì)列的操作原則是先進(jìn)先出的,所以隊(duì)列又稱(chēng)作FIFO表(First In First Out)
隊(duì)列的基本運(yùn)算也有六種: 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)
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