Python數(shù)據(jù)結構與算法從入門到精通

第1章 數(shù)據(jù)結構概述  001
1.1 基本概念和術語  002
1.2 數(shù)據(jù)的邏輯結構與存儲結構  004
1.2.1 邏輯結構  004
1.2.2 存儲結構  005
1.3 抽象數(shù)據(jù)類型及其描述  005
1.3.1 什么是抽象數(shù)據(jù)類型  005
1.3.2 抽象數(shù)據(jù)類型的描述  006
第2章 算法概述  010
2.1 算法的相關概念  011
2.1.1 數(shù)據(jù)結構與算法的關系  011
2.1.2 什么是算法  012
2.1.3 算法的五大特性  012
2.1.4 算法的描述  012
2.2 算法分析  014
2.2.1 算法設計的4 個目標  014
2.2.2 算法效率評價  015
2.2.3 算法的時間復雜度  016
2.2.4 算法的空間復雜度  019
第3章 數(shù)據(jù)結構與算法的語言基礎—— Python語言  020
3.1 Python 語言開發(fā)環(huán)境  021
3.2 Python 基本語法及輸入輸出  023
3.2.1 基本語法  023
3.2.2 輸入與輸出  024
3.3 Python 列表、元組、字典、集合  027
3.3.1 列表  027
3.3.2 元組  029
3.3.3 字典  030
3.3.4 集合  030
3.4 函數(shù)與類  031
3.4.1 函數(shù)  031
3.4.2 類  032
3.5 NumPy 中的array  033
第4章 線性表——最簡單的線性結構  036
4.1 線性表的定義及抽象數(shù)據(jù)類型  038
4.1.1 什么是線性表  038
4.1.2 線性表的抽象數(shù)據(jù)類型  038
4.2 線性表的順序表示與實現(xiàn)  039
4.2.1 線性表的順序存儲結構  039
4.2.2 順序表的基本運算  040
4.2.3 順序表的基本運算性能分析  043
4.2.4 順序表的優(yōu)缺點  044
4.2.5 順序表應用舉例  044
4.3 線性表的鏈式表示與實現(xiàn)  048
4.3.1 單鏈表的存儲結構  048
4.3.2 單鏈表上的基本運算  050
4.3.3 單鏈表存儲結構與順序存儲結構的優(yōu)缺點  055
4.3.4 單鏈表應用舉例  055
4.4 循環(huán)單鏈表  059
4.4.1 循環(huán)單鏈表的鏈式存儲  059
4.4.2 循環(huán)單鏈表應用舉例  061
4.5 雙向鏈表  063
4.5.1 雙向鏈表的存儲結構  063
4.5.2 雙向鏈表的插入和刪除操作  064
4.6 綜合案例：一元多項式的表示與相乘  066
4.6.1 一元多項式的表示  066
4.6.2 一元多項式相乘  067
第5章 棧與遞歸——一種后進先出的線性結構  071
5.1 棧的表示與實現(xiàn)  072
5.1.1 什么是棧  072
5.1.2 棧的抽象數(shù)據(jù)類型  073
5.1.3 順序棧  074
5.1.4 鏈棧  077
5.2 棧的應用  080
5.2.1 數(shù)制轉換  080
5.2.2 行編輯程序  081
5.2.3 算術表達式求值——計算機如何計算表達式的值  083
5.3 遞歸  090
5.3.1 遞歸——自己調用自己  090
5.3.2 消除遞歸——用棧模擬遞歸調用過程  093
第6章 隊列  097
6.1 隊列的表示與實現(xiàn)  098
6.1.1 隊列的定義  098
6.1.2 隊列的抽象數(shù)據(jù)類型  099
6.1.3 順序隊列  100
6.1.4 順序循環(huán)隊列  101
6.1.5 雙端隊列  104
6.1.6 鏈式隊列  104
6.2 隊列的應用  107
6.2.1 舞伴問題  107
6.2.2 隊列在楊輝三角中的應用  109
6.2.3 隊列在回文中的應用  112
第7章 串——數(shù)據(jù)為字符串的線性結構  114
7.1 串的定義及抽象數(shù)據(jù)類型  115
7.1.1 什么是串  115
7.1.2 串的抽象數(shù)據(jù)類型  116
7.2 串的存儲表示  118
7.2.1 串的順序存儲  118
7.2.2 串的鏈式存儲  119
7.2.3 順序串應用舉例  120
7.3 串的模式匹配  122
7.3.1 樸素模式匹配算法——模式匹配算法Brute-Force  122
7.3.2 KMP 算法  124
7.3.3 模式匹配應用舉例  129
第8章 數(shù)組與廣義表  131
8.1 數(shù)組的定義及抽象數(shù)據(jù)類型  132
8.1.1 什么是數(shù)組  132
8.1.2 數(shù)組的順序存儲結構  133
8.1.3 特殊矩陣的壓縮存儲  134
8.1.4 稀疏矩陣的壓縮存儲  137
8.2 廣義表  145
8.2.1 什么是廣義表  145
8.2.2 廣義表的抽象數(shù)據(jù)類型  146
8.2.3 廣義表的頭尾鏈表表示  146
8.2.4 廣義表的擴展線性鏈表表示  147
第9章 樹和二叉樹——一對多的數(shù)據(jù)結構  149
9.1 樹  151
9.1.1 什么是樹  151
9.1.2 樹的邏輯表示  152
9.2 二叉樹  153
9.2.1 什么是二叉樹  153
9.2.2 二叉樹的性質  155
9.2.3 二叉樹的抽象數(shù)據(jù)類型  156
9.2.4 二叉樹的存儲表示  158
9.3 二叉樹的遍歷  161
9.3.1 什么是二叉樹的遍歷  161
9.3.2 二叉樹的先序遍歷  161
9.3.3 二叉樹的中序遍歷  163
9.3.4 二叉樹的后序遍歷  165
9.3.5 二叉樹的層次遍歷  167
9.3.6 二叉樹遍歷的應用  167
9.4 二叉樹的線索化及應用  169
9.4.1 什么是二叉樹的線索化  169
9.4.2 二叉樹的線索化  171
9.4.3 線索二叉樹的遍歷  172
9.4.4 線索二叉樹的應用舉例  174
9.5 樹、森林與二叉樹  176
9.5.1 樹的存儲結構  176
9.5.2 樹轉換為二叉樹  179
9.5.3 森林轉換為二叉樹  180
9.5.4 二叉樹轉換為樹和森林  181
9.5.5 樹和森林的遍歷  182
9.6 并查集  182
9.6.1 并查集的定義  182
9.6.2 并查集的實現(xiàn)  183
9.6.3 并查集的應用  186
9.7 二叉樹的典型應用——哈夫曼樹  187
9.7.1 哈夫曼樹及應用  187
9.7.2 利用二叉樹求解算術表達式的值  193
第10章 圖——多對多的數(shù)據(jù)結構類型  199
10.1 圖的定義與相關概念  200
10.1.1 什么是圖  200
10.1.2 圖的相關概念  201
10.1.3 圖的抽象數(shù)據(jù)類型  204
10.2 圖的存儲結構  205
10.2.1 鄰接矩陣表示法  205
10.2.2 鄰接表表示法  208
10.2.3 十字鏈表表示法  212
10.2.4 鄰接多重表表示法  213
10.3 圖的遍歷  214
10.3.1 圖的深度優(yōu)先遍歷  214
10.3.2 圖的廣度優(yōu)先遍歷  217
10.4 圖的連通性問題  219
10.4.1 無向圖的連通分量與生成樹  219
10.4.2 最小生成樹  220
10.5 有向無環(huán)圖  226
10.5.1 AOV 網(wǎng)與拓撲排序  226
10.5.2 AOE 網(wǎng)與關鍵路徑  229
10.6 最短路徑  235
10.6.1 從某個頂點到其余各頂點的最短路徑  235
10.6.2 每一對頂點之間的最短路徑  242
第11章 查找  247
11.1 查找的基本概念  248
11.2 靜態(tài)查找  249
11.2.1 順序表的查找  249
11.2.2 有序順序表的查找  251
11.2.3 索引順序表的查找  253
11.3 動態(tài)查找  254
11.3.1 二叉排序樹  254
11.3.2 平衡二叉樹  260
11.4 B- 樹與B 樹  268
11.4.1 B- 樹  268
11.4.2 B 樹  276
11.5 哈希表  277
11.5.1 哈希表的定義  277
11.5.2 哈希函數(shù)的構造方法  278
11.5.3 處理沖突的方法  279
11.5.4 哈希表應用舉例  281
第12章 排序  285
12.1 排序的基本概念  286
12.2 插入排序  287
12.2.1 直接插入排序  288
12.2.2 折半插入排序  289
12.2.3 希爾排序  289
12.2.4 插入排序應用舉例  290
12.3 選擇排序  291
12.3.1 簡單選擇排序  292
12.3.2 堆排序  293
12.4 交換排序  298
12.4.1 冒泡排序  298
12.4.2 快速排序  299
12.4.3 交換排序應用舉例  301
12.5 歸并排序  304
12.6 非比較類排序  306
12.6.1 基數(shù)排序  306
12.6.2 桶排序  311
12.6.3 計數(shù)排序  314
第13章 回溯算法——深度優(yōu)先搜索的方法  317
13.1 回溯算法的基本思想  318
13.1.1 問題的解空間  318
13.1.2 回溯算法的求解步驟  319
13.2 和式分解（非遞歸實現(xiàn)）  322
13.3 填字游戲  325
13.4 裝載問題  329
13.5 迷宮求解  333
第14章 遞歸與分治算法——化繁為簡  338
14.1 分治算法的基本思想  339
14.2 簡單遞歸  342
14.2.1 求n 的階乘  342
14.2.2 斐波那契數(shù)列  345
14.2.3 求n 個數(shù)中的最大者  346
14.2.4 求n 個數(shù)的和  347
14.2.5 將十進制整數(shù)轉換為二進制數(shù)  347
14.2.6 求整數(shù)的逆序數(shù)  348
14.2.7 求最大公約數(shù)  349
14.2.8 求Ackermann 函數(shù)的值  350
14.2.9 求C(n ,m ) 的值  350
14.3 復雜遞歸  351
14.3.1 逆置字符串  351
14.3.2 求最大和次大元素  352
14.3.3 求第K 大個數(shù)  354
14.3.4 和式分解  355
14.3.5 臺階問題  357
14.3.6 大牛生小牛問題  359
14.3.7 從1~n 自然數(shù)中任選r 個數(shù)的所有組合數(shù)  360
14.3.8 求最大子序列的和  361
14.3.9 找假硬幣問題  363
14.3.10 表達式求值  365
14.3.11 大整數(shù)乘法  366
參考文獻  368