数据结构严蔚敏课件第1章

数据结构严蔚敏课件第1章制作人PPt创作者时间2024年X月目录第章数据结构概述1数据结构的基本概念数据数据项数据元素数据的基本单位，数据元素中的最小在计算机中通常作描述客观事物的符单位为一个整体进行考号，是计算机能够虑操作的对象数据结构在数据库中的应用01数据库中的索引结构以及查询优化都依赖于合理的数据结构设计数据结构在算法中的应用02不同的算法需要不同的数据结构来支持其实现，如哈希表、栈、队列等数据结构在游戏开发中的应用03游戏中的场景、物品、角色等数据都需要合适的数据结构进行存储和操作数据结构的重要性数据结构作为计算机科学的基础，对于算法、程序设计以及系统优化都有着重要的影响掌握好数据结构能够帮助程序员更加高效地解决问题，提高代码的质量和性能第章线性表2线性表的基本操作查找删除插入向线性表中插入新从线性表中删除指的数据元素根据关键字查找指定数据元素定数据元素线性表的顺序存储结构连续存储随机访问支持高效的随机访问，但插入和删除使用一组地址连续操作效率较低的存储单元依次存储线性表的数据元素总结线性表操作存储结构可以采用顺序存储包括查找、插入、或链式存储是n个具有相同数删除等基本操作据类型的数据元素的有限序列第章栈与队列3栈的应用递归算法的实现表达式求值利用栈来解析和计算数学表达式使用栈来实现递归函数的调用和跟踪队列的应用网络数据传输操作系统中的中的数据包排作业调度队利用队列来管理数据包的传输顺序使用队列来按照任务的优先级进行调度递归算法01栈的特性使得递归算法的实现更加高效网络数据传输02队列在网络数据传输中起到关键作用，保证数据包有序传输操作系统调度03队列用于作业调度，按照一定规则管理任务执行顺序第章串4顺序存储结构01将串中的字符顺序存储在一块连续的存储区中链式存储结构02采用链表存储串中的字符03串匹配算法Boyer-暴力匹配算法Moore算法KMP算法通过预处理模式串，利用坏字符规则和实现快速匹配从主串的第一个字好后缀规则，提高符开始与模式串逐匹配效率个比较串的应用领域串作为基本数据结构，在字符串匹配、文本处理、编译原理等领域有着广泛的应用了解串的存储结构和匹配算法，对于程序设计和算法实现至关重要第章树5树的表示方法孩子兄弟表示双亲表示法法孩子表示法每个结点记录其孩每个结点记录其第子结点的信息每个结点记录其父一个孩子和下一个结点的信息兄弟的信息常见树结构二叉树平衡二叉树二叉搜索树左子树上所有结点左右子树的高度差的值均小于根结点每个结点最多有两不超过1的值，右子树上所个子结点有结点的值均大于根结点的值前序遍历01先访问根结点，再遍历左子树，最后遍历右子树中序遍历02先遍历左子树，再访问根结点，最后遍历右子树后序遍历03先遍历左子树，再遍历右子树，最后访问根结点总结树是一种重要的数据结构，通过树的层次性和分支性，可以高效地组织和管理数据不同的树结构有不同的应用场景，合理选择和使用树结构可以提高程序的效率和准确性掌握树的基本概念和表示方法，以及树的遍历算法，对于理解和应用数据结构至关重要第章图6有向图01边有方向无向图02边没有方向带权图03边上带有权值最短路径算法Dijkstra算法Floyd算法解决多源最短路径问题解决单源最短路径问题网络拓扑图的建立01分析网络结构社交网络分析02挖掘好友关系路径规划03快速找到最短路径第章数据结构综合应用7数据结构在算法设计中的应用排序算法的选查找算法的设择与优化计与实现查找算法包括顺序查找、二分查找等，常见的排序算法有设计高效的查找算冒泡排序、快速排法可以提高搜索效序等，不同场景下率需要选择合适的算法进行优化图像压缩算法的实现01图像压缩可以减少存储空间、传输带宽，常见的算法有JPEG、PNG等图像识别与分析中的数据存储结构设计02为了高效处理图像数据，需要设计合适的数据结构来存储和处理图像信息03总结数据结构在各个领域的应用十分广泛，无论是信息管理、算法设计、图像处理还是人工智能，都离不开对数据的组织和存储对于学习者来说，理解这些应用场景可以更好地掌握数据结构的核心概念，提高问题解决能力第章数据结构课程总结8数据结构知识点回顾在第29页，我们回顾了线性表、栈、队列、串、树、图等基本数据结构的概念和操作同时，我们深入探讨了不同数据结构之间的联系与区别，加深了对数据结构的理解和应用数据结构应用实例分析实际问题分析数据结构选择总结其中的数据结构选择和实现过程分析某一实际问题的数据结构应用过程数据结构未来发展趋势重要性研究方向数据结构领域的最新研究方向和发展数据结构与算法在趋势计算机科学中的重要性。