《精品大学课件清华殷人昆数据结构笔记（c版）_2》由会员分享，可在线阅读，更多相关《精品大学课件清华殷人昆数据结构笔记（c版）_2（72页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、什么是数据结构 抽象数据类型及面向对象概念 数据结构的抽象层次 用C+描述面向对象程序 算法定义 模板 性能分析与度量 小结,第一章 绪论,“学生”表格,“课程”表格,选课单包含如下信息 学号 课程编号 成绩 时间 学生选课系统中实体构成的网状关系,学生 (学号,姓名,性别,籍贯),课程 (课程号,课程名,性别,籍贯),选课 (学号,课程号,成绩),UNIX文件系统的系统结构图,/ (root),bin,lib,user,etc,math,ds,sw,yin,tao,xie,Stack.cpp,Queue.cpp,Tree.cpp,数据：数据是信息的载体，是描述客观事物的数、字符、以及所有能输
2、入到计算机中，被计算机程序识别和处理的符号的集合。 数值性数据 非数值性数据 数据对象：数据的子集。具有相同性质的数据成员（数据元素）的集合。 整数数据对象 N = 0, 1, 2, 学生数据对象,什么是数据结构,定义: 由某一数据对象及该对象中所有数据成员之间的关系组成。记为：Data_Structure = D, R其中，D是某一数据对象，R是该对象中所有数据成员之间的关系的有限集合。,n个网站之间的连通关系,树形关系,网状关系,1,5,2,6,4,3,1,5,2,6,4,3,抽象数据类型及面向对象概念,数据类型 定义：一组性质相同的值的集合, 以及定义于这个值集合上的一组操作的总称. C
3、语言中的数据类型char int float double void字符型 整型 浮点型 双精度型 无值,抽象数据类型 (ADTs: Abstract Data Types),由用户定义，用以表示应用问题的数据模型 由基本的数据类型组成, 并包括一组相关的服务（或称操作） 信息隐蔽和数据封装，使用与实现相分离,抽象数据类型,查找 登录 删除 修改,符 号 表,自然数的抽象数据类型定义,ADT NaturalNumber is objects: 一个整数的有序子集合,它开始于0,结束于机器能表示的最大整数(MaxInt)。 Function: 对于所有的 x, y NaturalNumber;F
4、alse, True Boolean, +、-、=、=等都是可用的服务。Zero( ) : 返回自然数0NaturalNumber,IsZero(x) : if (x=0) 返回True Boolean else 返回False Add (x, y) : if (x+y=MaxInt)返回 x+yNaturalNumber else 返回MaxInt Subtract (x, y) : if (x y) 返回 0 NaturalNumber else 返回 x - y Equal (x, y) : if (x=y) 返回TrueBoolean else 返回 False Successor (
5、x) : if (x=MaxInt) 返回 xNaturalNumber else 返回 x+1 end NaturalNumber,面向对象的概念 面向对象 = 对象类继承通信 对象 在应用问题中出现的各种实体、事件、规格说明等 由一组属性值和在这组值上的一组服务（或称操作）构成 类 (class)，实例 (instance) 具有相同属性和服务的对象归于同一类，形成类 类中的一个对象为该类的一个实例,继承派生类：载重车，轿车，摩托车，子类 特化类(特殊化类) 基类：车辆父类 泛化类(一般化类) 通信消息传递 用于描述数据结构的语言 Smalltalk Effel C+ Java,线性聚类
6、直接存取类 顺序存取类 广义索引类 非线性聚类 层次聚集类 树，二叉树，堆 群聚集类 集合，图,数据结构的抽象层次,数据结构的抽象层次,线性关系,树形结构,树 二叉树 二叉搜索树,14,13,12,11,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,3,1,5,8,7,10,11,9,9,8,7,4,5,6,6,2,3,13,1,bin,dev,etc,lib,user,堆结构,“最大”堆 “最小”堆,12,3,5,4,8,7,11,10,2,9,1,6,4,10,12,11,5,1,2,3,6,9,8,7,群聚类,图结构 网络结构,1,2,5,6,4,3,1,2,5,4,3,6,11,33,18
7、,14,6,6,5,16,19,21,用C+描述面向对象程序,C+的函数特征 C+的数据声明 C+的作用域 C+的类 C+的对象 C+的输入/输出 C+的函数 C+的参数传递,C+的函数名重载和操作符重载 C+的动态存储分配 友元(friend)函数 内联(inline)函数 结构(struct)与类 联合(Union)与类,算法定义,定义：一个有穷的指令集，这些指令为解决某一特定任务规定了一个运算序列 特性： 输入 有0个或多个输入 输出 有一个或多个输出(处理结果) 确定性 每步定义都是确切、无歧义的 有穷性 算法应在执行有穷步后结束 有效性 每一条运算应足够基本,事例学习：选择排序问题
8、明确问题：非递减排序 解决方案：逐个选择最小数据 算法框架： for ( int i = 0; i n-1; i+ ) /n-1趟 从ai检查到an-1; 若最小的整数在ak, 交换ai与ak; 细化程序：程序 SelectSort,算法设计 自顶向下，逐步求精,void selectSort ( int a , const int n ) /对n个整数a0,a1,an-1, 按非递减顺序排序for ( int i = 0; i n-1; i+ ) int k = i;/从ai检查到an-1, 找最小的整数, 在akfor ( int j = i+1; j n; j+ )if ( aj ak
9、) k = j; /k指示当前找到的最小整数int temp = ai; ai = ak; ak = temp;/交换ai与ak,模板 (template),定义 适合多种数据类型的类定义或算法，在特定环境下通过简单地代换，变成针对具体某种数据类型的类定义或算法,用模板定义用于排序的数据表(dataList)类#ifndef DATALIST_H#define DATALIST_H#include template class dataList private:Type *Element; int ArraySize; void Swap (const int m1, const int m2
10、);int MaxKey (const int low, const int high);,public:dataList (int size = 10) : ArraySize (size), Element (new Type Size) dataList ( ) delete Element; void Sort ( ); friend ostream#endif,dataList类中所有操作作为模板函数的实现#ifndef SELECTTM_H #define SELECTTM_H#include “datalist.h”template void dataList :Swap (co
11、nst int m1, const int m2) /交换由m1, m2为下标的两个数组元素的值Type temp = Element m1; Element m1 = Element m2;Element m2 = temp;,template int dataList:MaxKey (const int low, const int high) /查找数组ElementlowElementhigh中/的最大值，函数返回其位置int max = low; for (int k = low+1, k = high, k+)if ( Elementmax 0; i- ) int j = MaxK
12、ey (0, i); if ( j != i ) swap (j, i);#endif,使用模板的选择排序算法的主函数#include “selecttm.h”const int SIZE = 10;int main ( ) dataList TestList (SIZE);cin TestList;cout “Testing Selection Sort : n” TestList endl;TestList.Sort ( );cout “After sorting : n” TestList endl;return 0;,性能分析与度量,算法的性能标准 算法的后期测试 算法的事前估计,算法
13、的性能标准,正确性 可使用性 可读性 效率 健壮性,算法的后期测试,在算法中的某些部位插装时间函数 time ( ) 测定算法完成某一功能所花费的时间,顺序搜索 (Sequenial Search)行 int seqsearch ( int a , const int n, const int x ) /a0,an-11 2 int i = 0;3 while ( i n 7 ,插装 time( ) 的计时程序void TimeSearch ( ) /在11000中搜索0,10,90,100,200,1000int a1001, n20;for ( int j = 1; j = 1000; j+ ) aj = j; /a1=1, a2=2, for ( j = 0; j 10; j+ ) nj = 10*j; /n0=0, n1=10, n2=20nj+10 = 100*( j+1 ); /n10=100, n11=200, n12=300 .cout “ n time“ endl;,
