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第1章 绪论1

1.1 数据结构简介1

1.1.1 数据结构课程的内容1

1.1.2 数据结构的基本概念和术语1

1.2 抽象数据类型4

1.3 算法的执行效率及其度量6

1.3.1 算法6

1.3.2 算法设计的要求7

1.3.3 算法效率的度量8

1.3.4 算法的存储空间需求11

1.4 算法分析11

1.4.1 算法设计与分析的重要性11

1.4.2 一个简单的算法分析设计实例13

习题17

ACM/ICPC实战练习19

第2章 线性结构20

2.1 线性表20

2.1.1 线性表的定义20

2.1.2 线性表的抽象数据类型20

2.1.3 线性表的存储结构21

2.2 线性表的顺序存储及运算实现22

2.2.1 顺序表22

2.2.2 顺序表上基本运算的实现23

2.2.3 顺序表应用举例25

2.3 线性表的链式存储和运算实现26

2.3.1 单链表27

2.3.2 单链表上基本运算的实现28

2.3.3 循环链表33

2.3.4 双向链表34

2.3.5 静态链表35

2.3.6 单链表应用举例36

2.3.7 线性表实现方法比较39

2.4 栈40

2.4.1 顺序栈41

2.4.2 链式栈42

2.4.3 栈的应用举例43

2.4.4 栈与递归51

2.5 队列52

2.5.1 顺序队列52

2.5.2 链式队列55

2.5.3 基于队列的算法设计实例56

2.6 数组59

2.6.1 数组的定义59

2.6.2 数组的顺序表示和实现59

2.6.3 特殊矩阵的压缩存储60

习题68

ACM/ICPC实战练习69

第3章 字符串70

3.1 串类型定义70

3.2 串的表示和实现71

3.2.1 串的定长顺序存储结构及其基本运算实现71

3.2.2 串的堆存储结构及其基本运算实现73

3.2.3 串的链式存储结构及其基本运算实现75

3.3 串的模式匹配算法77

3.3.1 朴素匹配算法78

3.3.2 KMP算法79

3.3.3 基于KMP算法的应用举例82

习题84

ACM/ICPC实战练习84

第4章 树和二叉树86

4.1 树86

4.1.1 树的定义和基本术语86

4.1.2 树的抽象数据类型87

4.1.3 树的存储结构88

4.1.4 树的遍历89

4.1.5 树的应用89

4.2 二叉树98

4.2.1 二叉树的定义98

4.2.2 二叉树的性质99

4.2.3 二叉树的存储结构100

4.2.4 表达式树102

4.2.5 二叉树的基本操作及实现104

4.3 遍历二叉树和线索二叉树106

4.3.1 遍历二叉树106

4.3.2 二叉树遍历的非递归实现108

4.3.3 线索二叉树112

4.4 树、森林和二叉树的转换118

4.4.1 树转换为二叉树118

4.4.2 森林转换为二叉树119

4.4.3 二叉树转换为树和森林120

4.5 Huffman编码树121

4.5.1 最优二叉树（Huffman树）121

4.5.2 Huffman编码124

4.6 二叉搜索树126

4.6.1 二叉搜索树的基本操作126

4.6.2 平衡二叉树（AVL树）131

4.7 伸展树136

4.7.1 伸展树的基本操作136

4.7.2 伸展树的参考例程138

4.8 堆与优先队列141

4.8.1 堆的逻辑定义141

4.8.2 堆的性质142

4.8.3 堆的基本操作142

4.8.4 堆的实现例程142

4.9 B-树和B+树144

4.9.1 B-树及其查找144

4.9.2 B-树的插入和删除146

4.9.3 B+树149

4.10 树型结构搜索算法应用案例149

4.10.1 基于二叉树遍历的应用149

4.10.2 ACM/ICPC竞赛题例分析152

习题158

ACM/ICPC实战练习159

第5章 图论算法161

5.1 图161

5.1.1 图的定义和术语161

5.1.2 图的抽象数据类型164

5.1.3 图的存储结构164

5.2 图的遍历算法171

5.2.1 深度优先搜索172

5.2.2 广度优先搜索173

5.2.3 深度与广度优先搜索应用175

5.3 图的连通性182

5.3.1 无向图的连通性183

5.3.2 有向图的连通性183

5.3.3 生成树和生成森林184

5.3.4 关节点和重连通分量186

5.3.5 有向图的强连通分量188

5.4 有向无环图及其应用194

5.4.1 有向无环图的概念194

5.4.2 AOV网与拓扑排序195

5.4.3 AOE网与关键路径199

5.5 最短路径算法203

5.5.1 无权最短路径204

5.5.2 Dijkstra算法205

5.5.3 具有负边值的图209

5.5.4 所有点对的最短路径212

5.6 最小支撑树216

5.6.1 Prim算法217

5.6.2 Kruskal算法219

5.6.3 最小生成树算法应用222

5.7 网络流问题223

5.7.1 网络流的最大流问题224

5.7.2 网络流应用229

习题232

ACM/ICPC实战练习235

第6章 内部排序236

6.1 概述236

6.2 基于顺序比较的简单排序算法236

6.2.1 插入排序（Insertion Sort）236

6.2.2 冒泡排序（Bubble Sort）241

6.2.3 直接选择排序（Directly Selection Sort）242

6.2.4 简单排序算法的时间代价对比242

6.3 缩小增量排序方法——Shell排序（Shell Sort）243

6.4 基于分治策略的排序244

6.4.1 快速排序（Quick Sort）244

6.4.2 归并排序（Merge Sort）247

6.5 树形排序方法249

6.5.1 堆排序（Heap Sort）249

6.5.2 树形选择排序（Tree Select Sort）252

6.6 分配排序和基数排序253

6.6.1 桶式排序（Bucket Sort）253

6.6.2 基数排序（Radix Sort）253

6.7 内部排序问题讨论与分析257

6.7.1 常用排序算法性能简要分析257

6.7.2 排序问题的下限257

6.8 排序应用举例258

习题262

ACM/ICPC实战练习264

第7章 文件管理和外排序265

7.1 外存储器265

7.1.1 磁盘265

7.1.2 磁盘访问时间估算267

7.2 外存文件的组织268

7.2.1 文件组织268

7.2.2 文件上的操作270

7.2.3 C语言中的文件流操作270

7.3 缓冲区和缓冲池272

7.4 外排序（External Sort）273

7.4.1 二路外排序274

7.4.2 多路平衡归并的实现275

7.5 置换-选择排序279

7.6 最佳归并树283

习题284

第8章 检索与散列表286

8.1 检索的基本概念286

8.2 基于线性表的检索288

8.2.1 顺序检索288

8.2.2 有序表的二分检索289

8.2.3 有序表的插值查找和斐波那契查找293

8.2.4 分块检索294

8.3 集合的检索295

8.3.1 集合的数学特性295

8.3.2 计算机中的集合296

8.4 键树298

8.4.1 基本概念298

8.4.2 键树的存储表示298

8.4.3 键树相关算法实现299

8.5 散列方法及其检索301

8.5.1 散列函数303

8.5.2 开散列方法（分离链接法）307

8.5.3 开放定址法308

8.5.4 散列方法的效率分析310

8.6 散列表及检索的应用312

习题318

ACM/ICPC实战练习319

第9章 算法设计方法321

9.1 算法设计方法概论321

9.1.1 常用的算法设计方法321

9.1.2 算法设计中的最优化问题322

9.2 分治法324

9.2.1 分治策略的思想324

9.2.2 高精度计算326

9.2.3 矩阵相乘的Strassen算法334

9.2.4 选择问题的分治算法335

9.2.5 分治法求最近点对问题336

9.2.6 分治法的应用338

9.3 贪心法347

9.3.1 贪心算法的思想347

9.3.2 活动安排问题348

9.3.3 背包问题350

9.3.4 多机调度问题的近似算法352

9.3.5 任务调度问题353

9.3.6 贪心算法的应用355

9.4 回溯与分支限界362

9.4.1 回溯与分支限界简介362

9.4.2 八皇后问题364

9.4.3 0-1背包问题的回溯算法366

9.4.4 分支限界算法368

9.4.5 回溯与分支限界应用370

9.5 动态规划法377

9.5.1 Fibonacci数的计算377

9.5.2 矩阵连乘的顺序问题379

9.5.3 适合动态规划算法的两个条件384

9.5.4 最长不降子序列问题390

9.5.5 最长公共子序列问题393

9.5.6 石子合并问题399

9.5.7 凸多边形最优三角剖分405

习题408

ACM/ICPC实战练习409

参考文献411