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第1章 绪论1

1.1 为什么要学习数据结构1

1.2 抽象数据类型3

1.3 数据结构4

1.3.1 数据结构的基本术语4

1.3.2 数据结构研究的三要素5

1.4 算法与算法效率6

1.4.1 算法举例6

1.4.2 什么是算法7

1.4.3 算法评价标准8

1.4.4 算法描述方法8

1.5 算法分析10

1.5.1 算法比较举例10

1.5.2 时间复杂度分析11

1.5.3 常见循环的时间复杂度举例12

习题13

第2章 线性表15

2.1 线性表的概念15

2.1.1 线性表的定义15

2.1.2 线性表的抽象数据类型定义16

2.1.3 顺序表VS链表16

2.2 顺序表的建立与判空19

2.2.1 创建空的顺序表19

2.2.2 判断顺序表为空20

2.2.3 扩展延伸：通过调试理解算法20

2.3 顺序表的插入和删除22

2.3.1 插入算法22

2.3.2 删除算法24

2.3.3 小白实践：完整示例25

2.4 顺序表的查找定位26

2.4.1 查找算法26

2.4.2 二分查找26

2.5 单链表的建立与判空29

2.5.1 建立单链表29

2.5.2 链表的判空29

2.5.3 用头插法建立单链表29

2.5.4 用尾插法建立单链表30

2.6 单链表的查找31

2.7 单链表的插入31

2.7.1 后插算法31

2.7.2 前插算法32

2.8 单链表的删除33

2.8.1 按位置删除33

2.8.2 按值删除34

2.9 单循环链表35

2.10 双链表和双循环链表37

2.10.1 双链表37

2.10.2 双循环链表38

2.11 线性表的应用：一元多项式的表示和运算39

2.12 线性表的应用：Josephus问题41

2.13 动态链接库43

2.13.1 动态链接库的概念43

2.13.2 动态链接库的优缺点43

2.13.3 动态链接库的构建与链接43

习题46

第3章 栈和队列48

3.1 栈和队列的概念48

3.1.1 栈和队列的定义48

3.1.2 栈的抽象数据类型定义49

3.1.3 栈混洗49

3.2 顺序栈50

3.2.1 创建空栈51

3.2.2 判断栈空51

3.2.3 进栈51

3.2.4 出栈52

3.2.5 取栈顶元素52

3.3 链栈53

3.3.1 创建空栈53

3.3.2 判断栈空53

3.3.3 进栈54

3.3.4 出栈54

3.3.5 取栈顶元素54

3.4 栈的应用：进制转换55

3.5 栈的应用：括号匹配56

3.6 栈的应用：栈与递归58

3.7 栈的应用：迷宫60

3.8 栈的应用：表达式求值64

3.9 循环队列68

3.9.1 创建空队列69

3.9.2 判断队列是否为空70

3.9.3 入队70

3.9.4 出队70

3.9.5 取队头元素71

3.10 链队列71

3.10.1 创建空队列71

3.10.2 判断队列是否为空72

3.10.3 入队72

3.10.4 出队73

3.10.5 取队头元素73

3.11 队列的应用：迷宫73

3.12 队列的应用：农夫过河76

3.13 双端队列79

习题80

第4章 树和二叉树82

4.1 二叉树的概念82

4.1.1 二叉树的基本形态和分类82

4.1.2 二叉树的抽象数据类型定义83

4.2 二叉树的数学性质84

4.3 二叉树的深度优先遍历85

4.4 二叉树的广度优先遍历87

4.5 二叉树的重构88

4.6 二叉树的交叉遍历90

4.7 二叉树的顺序存储92

4.8 二叉树的链式存储93

4.9 二叉树的建立和遍历（递归算法）94

4.9.1 二叉树的遍历94

4.9.2 二叉树的建立95

4.10 二叉树的建立和遍历（非递归算法）96

4.10.1 二叉树建立的非递归实现96

4.10.2 先序遍历的非递归实现97

4.10.3 中序遍历的非递归实现100

4.10.4 后序遍历的非递归实现101

4.11 二叉树的其他操作103

4.11.1 统计二叉树的叶子结点数103

4.11.2 计算二叉树的深度103

4.11.3 复制一棵二叉树104

4.12 线索二叉树104

4.12.1 线索二叉树的定义104

4.12.2 建立线索二叉树105

4.12.3 遍历线索二叉树106

4.13 二叉树的应用：哈夫曼树与哈夫曼编码107

4.14 树和森林113

4.14.1 树和森林的概念113

4.14.2 树和森林的遍历113

4.14.3 树的存储表示114

4.14.4 树、森林与二叉树的转换115

习题117

第5章 搜索树119

5.1 二分查找判定树119

5.2 二叉排序树的基本概念120

5.3 二叉排序树的查找121

5.4 二叉排序树的插入122

5.5 二叉排序树的删除123

5.6 平衡二叉树的概念127

5.7 平衡二叉树的实例128

5.8 平衡二叉树的4种调整和两个基本操作128

5.9 AVL的插入操作131

5.10 AVL的删除操作136

5.11 红黑树的基本概念139

5.12 红黑树的插入140

5.13 红黑树的删除144

习题147

第6章 图149

6.1 图的基本概念和抽象数据类型定义149

6.1.1 图的基本概念149

6.1.2 图的抽象数据类型定义151

6.2 图的存储表示152

6.2.1 邻接矩阵152

6.2.2 邻接表154

6.3 图的遍历156

6.3.1 深度优先搜索156

6.3.2 广度优先搜索158

6.3.3 图的连通分支160

6.3.4 图的层数160

6.4 Prim算法162

6.5 Kruskal算法165

6.6 Dijkstra算法169

6.7 拓扑排序171

6.7.1 AOV网171

6.7.2 拓扑排序算法173

6.8 关键路径175

6.8.1 AOE网175

6.8.2 关键路径算法176

6.9 六度空间问题181

6.10 中国邮递员问题183

6.10.1 问题的引入183

6.10.2 相关知识点184

6.10.3 算法流程184

6.10.4 核心算法设计185

6.10.5 具体实现186

习题191

第7章 字典194

7.1 字典的基本概念194

7.2 跳跃链表的基本概念195

7.3 跳跃链表的建立和查找196

7.3.1 空跳跃链表的建立196

7.3.2 跳跃链表的查找197

7.4 跳跃链表的插入和删除198

7.4.1 跳跃链表的插入198

7.4.2 跳跃链表的删除199

7.5 散列表的基本概念200

7.6 散列函数和冲突201

7.6.1 散列函数201

7.6.2 生日悖论203

7.6.3 解决冲突的方法204

7.7 散列表的建立、查找、插入和删除207

7.7.1 散列表的建立207

7.7.2 散列表的查找208

7.7.3 散列表的插入210

7.7.4 散列表的删除211

7.8 Merkle树的基本概念211

7.9 Merkle树的建立和查找比较213

7.9.1 Merkle树的建立213

7.9.2 Merkle树的查找比较215

习题217

第8章 排序218

8.1 排序的基本概念218

8.2 插入排序219

8.2.1 直接插入排序219

8.2.2 二分插入排序221

8.2.3 Shell排序223

8.3 选择排序225

8.3.1 直接选择排序225

8.3.2 堆排序226

8.4 交换排序230

8.4.1 冒泡排序230

8.4.2 快速排序231

8.5 基数排序234

8.6 归并排序237

8.7 排序算法的比较240

习题241

第9章 字符串243

9.1 字符串的基本知识243

9.1.1 字符串的基本概念243

9.1.2 串的抽象数据类型定义243

9.1.3 C库接口244

9.1.4 正则表达式245

9.2 朴素的模式匹配算法245

9.3 KMP算法247

9.3.1 KMP算法的思想247

9.3.2 next表的存在性分析248

9.3.3 构造next表249

9.3.4 改进next表250

9.4 Trie树251

9.4.1 Trie树的基本概念251

9.4.2 Trie树的基本操作252

习题254

参考文献255