数据结构(严蔚敏)课件第6章

数据结构(严蔚敏)课件第6章

制作人：制作者ppt时间：2024年X月目录第1章数据结构概述第2章线性表第3章栈和队列第4章串和数组第5章树第6章图第7章数据结构的总结与展望01第1章数据结构概述

数据结构的定义和基本概念数据结构是指数据元素以及数据元素之间的关系在计算机中的存储结构。数据的逻辑结构包括线性结构、树形结构和图状结构，而物理结构包括顺序存储结构和链式存储结构。数据结构的基本术语包括数据元素、数据项、数据对象、数据结构和数据类型等。

数据结构的分类线性结构：数据元素之间存在一对一的关系；非线性结构：数据元素之间存在一对多或多对多的关系线性结构与非线性结构静态结构：数据元素个数不变；动态结构：数据元素个数可以动态改变静态结构与动态结构基本数据结构包括数组、链表、栈、队列、树和图等基本数据结构的分类

对数据元素进行逻辑操作，如查找、插入、删除等数据的逻辑运算0103数据结构在算法设计、程序设计和系统实现中起着重要的作用数据结构在计算机科学中的应用02数据在计算机内存中的存储和操作数据的物理运算数据结构的运算包括数据的插入、删除、查找、排序等操作对数据的访问和处理提供了便利数据结构的实现方式可以通过数组、链表、栈、队列等数据结构来实现不同的实现方式会影响数据结构的性能

数据结构的性质抽象数据类型定义了数据结构及相关操作的数学模型隐藏了数据的具体存储细节提高了程序的模块化与可维护性总结数据结构作为计算机科学的基础课程之一，对程序设计和算法思维具有重要的指导作用。通过学习数据结构，能够帮助程序员更好地理解和设计高效的程序，提高编程能力和解决问题的能力。02第2章线性表

线性表的定义和基本概念线性表是数据结构中最基本的一种，是具有相同数据类型的n个数据元素组成的有限序列。其特点包括数据元素之间有序，每个数据元素有唯一的直接前驱和直接后继，存储结构连续存储。线性表的存储结构定义为一维数组顺序存储顺序存储结构定义为通过指针将数据元素连接在一起存储链式存储结构定义为建立一个索引表，通过索引顺序访问数据元素索引存储结构

顺序存储的缺点插入、删除操作复杂空间利用不灵活顺序存储的基本操作插入元素删除元素查找元素

线性表的顺序存储结构顺序存储的优点随机访问速度快便于实现算法线性表的链式存储结构链式存储结构通过指针将数据元素连接在一起，每个节点包含数据域和指针域。其优点是插入、删除操作方便，缺点是访问速度相对慢。基本操作包括插入节点、删除节点、遍历链表等。

用于存储一系列相关数据数据存储中的应用0103在软件开发和工程实践中广泛应用实际项目中的应用02常用于算法的实现和优化算法设计中的应用线性表的特点元素之间有严格的次序关系有序性每个元素都有唯一的前驱和后继唯一性存储结构中数据元素之间密切相连连续性

删除节点找到目标节点断开连接指针遍历链表从头节点开始遍历访问每个节点数据

链式存储结构的基本操作插入节点在指定位置插入新节点调整指针连接总结线性表是数据结构中的基础，通过顺序存储和链式存储来实现数据元素的有序存储。了解线性表的定义、特点和存储结构是学习数据结构的重要一步，同时掌握应用也是关键。03第三章栈和队列

栈的定义和基本操作栈是一种特殊的线性表，具有后进先出的特点。栈的基本操作包括入栈和出栈，入栈是将元素压入栈顶，出栈是将栈顶元素弹出。

栈的顺序存储结构栈的顺序存储结构顺序存储结构栈的顺序存储结构的实现实现栈的顺序存储结构的应用应用

栈的链式存储结构栈的链式存储结构通过链表实现，每个节点包含数据元素和指向下一个节点的指针。链式存储结构更灵活，可以动态分配内存空间。

队列的定义和基本操作队列的定义队列的定义队列的特点特点队列的基本操作基本操作

栈的链式存储结构栈的链式存储结构链式存储结构栈的链式存储结构的实现实现栈的链式存储结构的应用应用

04第4章串和数组

串的定义和基本概念串是由零个或多个字符组成的有限序列。串的特点是不同于数组，可以插入、删除、替换字符，并支持模式匹配。串的操作包括长度、连接、子串定位等。

串的存储结构将串的字符依次存储在一块连续的存储区中串的顺序存储结构用链表的方式存储串的存储结构串的链式存储结构在字符串匹配、文本处理等方面有广泛应用串的应用

数组的定义和基本操作由相同类型的元素构成的有序集合数组的定义随机访问、连续存储数组的特点包括插入、删除、查找等数组的基本操作

多维数组和稀疏矩阵多维数组是指数组中的元素也是数组，多维数组的存储结构可以采用数组的嵌套方式。稀疏矩阵指大部分元素为0的矩阵，可以采用三元组（行号、列号、非0元素）存储结构。

多维数组和稀疏矩阵元素为数组的数组多维数组的定义可以采用嵌套数组表示多维数组的存储结构采用三元组表示稀疏矩阵的存储结构

字符串匹配、信息检索等串的应用0103更清晰的数据结构表达方式多维数组的优势02插入、删除、替换等数组的基本操作05第5章树

树的定义和基本概念树是一种数据结构，具有节点之间存在唯一关系的层次关系。树的特点包括具有根节点、子节点、叶节点等。树的基本术语有根、子树、节点度等。

树的定义和基本概念树是一种数据结构，具有节点之间存在唯一关系的层次关系树的定义包括具有根节点、子节点、叶节点等树的特点有根、子树、节点度等树的基本术语

二叉树每个节点最多有两个子节点的树二叉树的定义具有左子树和右子树之分二叉树的性质前序遍历、中序遍历、后序遍历二叉树的遍历方式

用一维数组存储结点数据，另设一维数组存储双亲结点双亲表示法0103存储结点，用左孩子-右兄弟链表存储树孩子兄弟表示法02存储结点，用子结点链表存储孩子结点孩子表示法树在算法设计中的应用霍夫曼树最小生成树树的动态规划树在实际项目中的应用文件系统路由器算法社交网络关系图

树的应用树在数据检索中的应用二叉查找树AVL树B树总结树作为一种重要的数据结构，在计算机领域有着广泛的应用。熟练掌握树的定义、基本概念以及存储结构对于数据结构的学习至关重要。树的应用涉及到各个领域，对于算法设计、数据处理等具有重要意义。06第6章图

图的定义和基本概念图是由结点和连接结点的边组成的一种数据结构。图的特点包括有向性和无向性；图的基本术语包括结点、边、度、路径等。

图的存储结构稠密图的表示方式邻接矩阵稀疏图的表示方式邻接表有向图的表示方式十字链表

一种图遍历算法深度优先搜索0103用于生成最小连接图的算法最小生成树算法02另一种图遍历算法广度优先搜索图在路径规划中的应用用于寻找最短路径支持交通规划优化图在社交网络中的应用用于分析社交关系网络帮助推荐系统设计

图的应用图在网络设计中的应用用于描述计算机网络拓扑结构帮助设计网络路由算法总结图是一种重要的数据结构，在计算机科学领域具有广泛的应用，通过深入理解图的定义、存储结构、操作和应用，能够更好地处理各种复杂的实际问题。深度优先搜索、广度优先搜索以及最小生成树算法是图算法中常用且重要的内容，对应着不同的应用场景。图的存储结构则取决于图的特点和具体应用需求。07第7章数据结构的总结与展望

数据结构的总结数据结构作为计算机科学的重要基础，主要内容包括各种基本数据结构、算法和应用。在实际应用领域中，数据结构被广泛应用于数据库系统、网络编程、图形图像处理等领域。随着科技的发展，数据结构的未来发展趋势是更加注重算法的效率和数据处理的速度。网络编程

图形图像处理