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1、二级公共基础知识总结第一章数据结构与算法1.1算法算法:是指解题方案的准确而完整的描述。算法不等于程序,也不等计算机方法,程序的编制 不可能优于算法的设计。算法的基本特征:是一组严谨地定义运算顺序的规则,每一个规则都是有效的,是明确的,此顺序将 在有限的次数下终止。特征包括:(1 )可行性;(2)确定性,算法中每一步骤都必须有明确定义,不充许有模棱两可的解释,不允许有多义性;(3)有穷性,算法必须能在有限的时间内做完,即能在执行有限个步骤后终止,包括合理的执行时间的含义;(4)拥有足够的情报。算法的基本要素:一是对数据对象的运算和操作;二是算法的控制结构。指令系统:一个计算机系统能执行的所有指
2、令的集合。基本运算包括:算术运算、逻辑运算、关系运算、数据传输。算法的控制结构:顺序结构、选择结构、循环结构。 算法基本设计方法:列举法、归纳法、递推、递归、 减斗递推技术、回溯法。算法复杂度:算法时间复杂度和算法空间复杂度。算法时间复杂度是指执行算法所需要的计算工作量。算法空间复杂度是指执行这个算法所需要的内存空间。1.2数据结构的基本基本概念数据结构研究的三个方面:(1 )数据集合中各数据元素之间所固有的逻辑关系,即数据的逻辑结构;(2)在对数据进行处理时,各数据元素在计算机 中的存储关系,即数据的存储结构;(3 )对各种数据结构进行的运算。数据结构是指相互有关联的数据元素的集合。数据的逻
3、辑结构包含:(1 )表示数据元素的信息;(2 )表示各数据元素之间的前后件关系。数据的存储结构有顺序、链接、索引等。线性结构条件:(1 )有且只有一个根结点;(2)每一个结点最多有一个前件,也最多有一个 后件。非线性结构:不满足线性结构条件的数据结构。1 . 3线性表及其顺序存储结构线性表是由一组数据元素构成,数据元素的位置只 取决于自己的序号,元素之间的相对位置是线性 的。在复杂线性表中,由若干项数据元素组成的数据元 素称为记录,而由多个记录构成的线性表又称为文 件。非空线性表的结构特征:(1)且只有一个根结点 a1,它无前件;(2 )有且只有一个终端结点 an,它无后件;(3)除根结点与终
4、端结点外,其他所有结点有且只有一个前件,也有且只有一个后件。结点个数n称为线性表的长度,当 n=0时,称为空表。线性表的顺序存储结构具有以下两个基本特点:(1 )线性表中所有元素的所占的存储空间是连续的;(2)线性表中各数据元素在存储空间中是按逻辑 顺序依次存放的。ai 的存储地址为: ADR(ai)=ADR(a1)+(i-1)k,,ADR(a1)为第一个元素的地址,k代表每个元素占 的字节数。顺序表的运算:插入、删除。1 . 4栈和队列栈是限定在一端进行插入与删除的线性表,允许插 入与删除的一端称为栈顶,不允许插入与删除的另 一端称为栈底。栈按照先进后出” (FILO )或后进先出” (LI
5、FO ) 组织数据,栈具有记忆作用。用top表示栈顶位置, 用bottom表示栈底。栈的基本运算:(1)插入元素称为入栈运算;(2) 删除元素称为退栈运算;(3)读栈顶元素是将栈 顶元素赋给一个指定的变量,此时指针无变化。队列是指允许在一端(队尾)进入插入,而在另一 端(队头)进行删除的线性表。Rear指针指向队尾,front指针指向队头。队列是 先进行出” FIFO )或 后进后出” (LILO ) 的线性表。队列运算包括(1 )入队运算:从队尾插入一个元 素;(2)退队运算:从队头删除一个元素。循环队列:s=0表示队列空,s=1且front=rear表示队列满1 . 5线性链表数据结构中的
6、每一个结点对应于一个存储单元,这 种存储单元称为存储结点,简称结点。结点由两部分组成:(1 )用于存储数据元素值, 称为数据域;(2)用于存放指针,称为指针域, 用于指向前一个或后一个结点。在链式存储结构中,存储数据结构的存储空间可以 不连续,各数据结点的存储顺序与数据元素之间的 逻辑关系可以不一致,而数据元素之间的逻辑关系 是由指针域来确定的。链式存储方式即可用于表示线性结构,也可用于表示非线性结构。线性链表,HEAD称为头指针,HEAD=NULL (或0 )称为空表,如果是两指针:左指针( Llink )指 向前件结点,右指针(Rlink )指向后件结点。线性链表的基本运算:查找、插入、删
7、除。1 . 6树与二叉树树是一种简单的非线性结构,所有元素之间具有明 显的层次特性。在树结构中,每一个结点只有一个前件,称为父结 点,没有前件的结点只有一个,称为树的根结点, 简称树的根。每一个结点可以有多个后件,称为该 结点的子结点。没有后件的结点称为叶子结点。在树结构中,一个结点所拥有的后件的个数称为该 结点的度,所有结点中最大的度称为树的度。树的 最大层次称为树的深度。二叉树的特点:(1 )非空二叉树只有一个根结点;(2) 每一个结点最多有两棵子树,且分别称为该结点的左子树与右子树。二叉树的基本性质:(1) 在二叉树的第k层上,最多有2k-1(k 1个结 占八、5(2) 深度为m的二叉树
8、最多有2m-1个结点;(3) 度为0的结点(即叶子结点)总是比度为 2 的结点多一个;(4) 具有n个结点的二叉树,其深度至少为log2n+1,其中Iog2n表示取Iog2n的整数部分;(5) 具有n个结点的完全二叉树的深度为log2n+1 ;(6) 设完全二叉树共有n个结点。如果从根结点 开始,按层序(每一层从左到右)用自然数1,2,.n 给结点进行编号(k=1,2.n ),有以下结论: 若k=1,则该结点为根结点,它没有父结点;若k1,则该结点的父结点编号为INT(k/2); 若2kn,则编号为k的结点的左子结点编号为2k ;否则该结点无左子结点(也无右子结点); 若2k+1n,则编号为k
9、的结点的右子结点编号 为2k+1 ;否则该结点无右子结点。满二叉树是指除最后一层外,每一层上的所有结点 有两个子结点,则k层上有2k-1个结点深度为 m 的满二叉树有2m-1个结点。完全二叉树是指除最后一层外,每一层上的结点数 均达到最大值,在最后一层上只缺少右边的若干结 点。二叉树存储结构采用链式存储结构,对于满二叉树 与完全二叉树可以按层序进行顺序存储。二叉树的遍历:(1) 前序遍历(DLR ),首先访问根结点,然后 遍历左子树,最后遍历右子树;(2) 中序遍历(LDR ),首先遍历左子树,然后 访问根结点,最后遍历右子树;(3) 后序遍历(LRD )首先遍历左子树,然后访 问遍历右子树,
10、最后访问根结点。1 . 7查找技术顺序查找的使用情况:(1) 线性表为无序表;(2 )表采用链式存储结构。二分法查找只适用于顺序存储的有序表,对于长度 为n的有序线性表,最坏情况只需比较log2n次。1 . 8排序技术排序是指将一个无序序列整理成按值非递减顺序 排列的有序序列。交换类排序法:(1)冒泡排序法,需要比较的次 数为n(n-1)/2 ;(2)快速排序法。插入类排序法:(1)简单插入排序法,最坏情况 需要n(n-1)/2次比较;(2)希尔排序法,最坏情 况需要O(n1.5)次比较。选择类排序法:(1)简单选择排序法,最坏情况需 要n(n-1)/2次比较;(2)堆排序法,最坏情况需 要O
11、(nlog2n)次比较。第二章程序设计基础2 . 1程序设计设计方法和风格如何形成良好的程序设计风格1、 源程序文档化;2、数据说明的方法;3、语句的结构; 4、输入和输岀。注释分序言性注释和功能性注释,语句结构清晰第一、效率第二。2 . 2结构化程序设计结构化程序设计方法的四条原则是:1.自顶向下;2. 逐步求精;3.模块化;4.限制使用goto语句。 结构化程序的基本结构和特点:(1) 顺序结构:一种简单的程序设计,最基本、最常用的结构;(2) 选择结构:又称分支结构,包括简单选择和 多分支选择结构,可根据条件,判断应该选择哪一 条分支来执行相应的语句序列;(3) 循环结构:可根据给定条件
12、,判断是否需要 重复执行某一相同程序段。2 . 3面向对象的程序设计面向对象的程序设计:以 60年代末挪威奥斯陆大 学和挪威计算机中心研制的 SIMULA语言为标志。 面向对象方法的优点:(1 )与人类习惯的思维方法一致;(2) 稳定性好;(3) 可重用性好;(4) 易于开发大型软件产品;(5) 可维护性好。对象是面向对象方法中最基本的概念,可以用来表 示客观世界中的任何实体,对象是实体的抽象。 面向对象的程序设计方法中的对象是系统中用来 描述客观事物的一个实体,是构成系统的一个基本 单位,由一组表示其静态特征的属性和它可执行的 一组操作组成。属性即对象所包含的信息,操作描述了对象执行的 功能
13、,操作也称为方法或服务。对象的基本特点:(1 )标识惟一性;(2 )分类性;(3 )多态性;(4 )封装性;(5 )模块独立性好。类是指具有共同属性、共同方法的对象的集合。所 以类是对象的抽象,对象是对应类的一个实例。消息是一个实例与另一个实例之间传递的信息。消息的组成包括(1)接收消息的对象的名称;(2) 消息标识符,也称消息名;(3)零个或多个参数。 继承是指能够直接获得已有的性质和特征,而不必 重复定义他们。继承分单继承和多重继承。单继承指一个类只允许 有一个父类,多重继承指一个类允许有多个父类。 多态性是指同样的消息被不同的对象接受时可导 致完全不同的行动的现象第三章软件工程基础3 .
14、 1软件工程基本概念计算机软件是包括程序、数据及相关文档的完整集合。软件的特点包括:(1 )软件是一种逻辑实体;(2) 软件的生产与硬件不同,它没有明显的制作 过程;(3) 软件在运行、使用期间不存在磨损、老化问题;(4) 软件的开发、运行对计算机系统具有依赖性, 受计算机系统的限制,这导致了软件移植的问题;(5) 软件复杂性高,成本昂贵;(6) 软件开发涉及诸多的社会因素。软件按功能分为应用软件、系统软件、支撑软件(或 工具软件)。软件危机主要表现在成本、质量、生产率等问题。软件工程是应用于计算机软件的定义、开发和维护 的一整套方法、工具、文档、实践标准和工序。 软件工程包括3个要素:方法、
15、工具和过程。 软件工程过程是把软件转化为输岀的一组彼此相关的资源和活动,包含 4种基本活动:(1) P软件规格说明;(2) D软件开发;(3) C软件确认;(4) A软件演进。软件周期:软件产品从提岀、实现、使用维护到停 止使用退役的过程。软件生命周期三个阶段:软件定义、软件开发、运行 维护,主要活动阶段是:(1) 可行性研究与计划制定;(2) 需求分析;(3) 软件设计;(4) 软件实现;(5) 软件测试;(6) 运行和维护。软件工程的目标和与原则:目标:在给定成本、进度的前提下,开发出具有有 效性、可靠性、可理解性、可维护性、可重用性、 可适应性、可移植性、可追踪性和可互操作性且满 足用户需求的产品。基本目标:付岀较低的开发成本;达到要求的软件 功能;取得较好的软件性能;开发软件易于移植; 需要较低的费用;能按时完成开发,及时交付使用。 基本原则:抽象、信息隐蔽、模块化、局部化、确 定性、一致性