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文本内容:
《数据结构第七章》课件PPT本课件将介绍数据结构的基本概念和与算法的关系,以及各种常见数据结构和算法的应用场景和实战案例数据结构介绍定义1数据结构是研究数据的逻辑结构和物理结构,以及它们之间的相互关系和重要性2操作的学科数据结构是计算机科学的核心基础,为解决实际问题提供了基础工具应用3数据结构在数据库管理,图形图像处理,网络优化等领域有广泛应用算法与数据结构的关系互为补充算法是解决问题的方法和步骤,数据结构为算法提供了支持和实现相互影响算法的选择和适应性会受数据结构的约束和特点的影响优化与效率数据结构的选择会影响算法的时间和空间复杂度数据结构基础数组链表栈顺序存储结构,用于表示线性链式存储结构,用于表示线性先入后出的数据结构,用于实表表现函数调用和表达式求值等场景队列先入先出的数据结构,用于实现排队和调度等场景树与二叉树树的定义1一种非线性存储结构,用于表示具有层次关系的数据二叉树特点2每个节点最多有两个子节点,用于表示层次关系和排序关系二叉搜索树3一种特殊的二叉树,左子树的值小于根节点,右子树的值大于根节点堆、优先队列、哈希表堆一种特殊的树形数据结构,常用于实现优先队列优先队列一种具有优先级的队列,插入和删除操作的时间复杂度为Ologn哈希表一种根据关键字直接访问内存位置的数据结构,用于实现快速查找图与图的遍历图的定义深度优先搜索广度优先搜索由节点和边组成的数据结构,以深度为优先,遍历所有可达以广度为优先,逐层遍历所有用于表示各种复杂关系节点可达节点排序算法冒泡排序1相邻元素比较,大的交换到右边,小的交换到左边插入排序2从未排序部分取出元素,插入到已排序部分的适当位置快速排序3选择一个基准元素,将小于基准的放在左边,大于基准的放在右边,递归进行查找算法线性查找逐个比较,直到找到目标元素或遍历完二分查找将有序数组逐渐缩小区间,直到找到目标元素哈希查找将关键字通过哈希函数映射为内存地址,直接访问算法复杂度分析时间复杂度1算法执行所需的时间与输入规模之间的关系空间复杂度2算法执行所需的额外空间与输入规模之间的关系常见复杂度3O1,Ologn,On,Onlogn,On²,O2ⁿ递归算法递归是一种重要的算法设计和实现方法,通过函数自身调用实现复杂问题的求解树的搜索算法树的搜索算法包括深度优先搜索和广度优先搜索,用于在树中查找特定节点或路径排序算法的分类与比较排序算法可以分为比较排序和非比较排序,比较排序通过比较元素大小进行排序分治法与动态规划算法分治法通过将问题分解为多个子问题并分别解决,动态规划则通过保存中间结果减少重复计算贪心算法和分支限界算法贪心算法通过每次选择局部最优解来达到整体最优解,分支限界算法则通过剪枝策略减少搜索空间算法设计与分析方法算法设计方法包括迭代法、递归法、逐步求精法等,而算法分析方法可以通过时间复杂度和空间复杂度来评估算法的效率构造方法和改进方法构造方法通过某种规则生成解决方案,改进方法通过优化算法实现更高效的解决方案适应性方法和并行方法适应性方法根据问题的特征自动调整算法的参数,而并行方法通过多个处理单元同时执行提高算法的执行速度模拟算法和近似算法模拟算法通过模拟真实场景来解决问题,近似算法通过在有限时间内找到接近最优解的解决方案。
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