二级公共基础考点解析.pdf
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1、第 一 章 数 据 结 构 与 算 法(江 苏 大 学,袁 猛)2012.9.20经 过 对 部 分 考 生 的 调 查 以 及 对 近 年 真 题 的 总 结 分 析,笔 试 部 分 经 常 考 查 的 是 算 法 复 杂 度、数 据 结 构 的 概 念、栈、二 叉 树 的 遍 历、二 分 法 查 找,读 者 应 对 此 部 分 进 行 重 点 学 习。详 细 重 点 学 习 知 识 点:1.算 法 的 概 念、算 法 时 间 复 杂 度 及 空 间 复 杂 度 的 概 念 2.数 据 结 构 的 定 义、数 据 逻 辑 结 构 及 物 理 结 构 的 定 义 3.栈 的 定 义 及 其 运
2、 算、线 性 链 表 的 存 储 方 式 4.树 与 二 叉 树 的 概 念、二 叉 树 的 基 本 性 质、完 全 二 叉 树 的 概 念、二 叉 树 的 遍 历 5.二 分 查 找 法 6.冒 泡 排 序 法 1.1 算 法 考 点 1 算 法 的 基 本 概 念 考 试 链 接:考 点 1在 笔 试 考 试 中 考 核 的 几 率 为 3 0%,主 要 是 以 填 空 题 的 形 式 出 现,分 值 为 2分,此 考 点 为 识 记 内 容,读 者 还 应 该 了 解 算 法 中 对 数 据 的 基 本 运 算。计 算 机 解 题 的 过 程 实 际 上 是 在 实 施 某 种 算 法,
3、这 种 算 法 称 为 计 算 机 算 法。1.算 法 的 基 本 特 征:可 行 性、确 定 性、有 穷 性、拥 有 足 够 的 情 报。2.算 法 的 基 本 要 素:(1)算 法 中 对 数 据 的 运 算 和 操 作 一 个 算 法 由 两 种 基 本 要 素 组 成:一 是 对 数 据 对 象 的 运 算 和 操 作;二 是 算 法 的 控 制 结 构。在 一 般 的 计 算 机 系 统 中,基 本 的 运 算 和 操 作 有 以 卜.4类:算 术 运 算、逻 辑 运 算、关 系 运 算 和 数 据 传 输。(2)算 法 的 控 制 结 构:算 法 中 各 操 作 之 间 的 执 行
4、 顺 序 称 为 算 法 的 控 制 结 构。描 述 算 法 的 工 具 通 常 有 传 统 流 程 图、N-S结 构 化 流 程 图、算 法 描 述 语 言 等。一 个 算 法 一 般 都 可 以 用 顺 序、选 择、循 环 3种 基 本 控 制 结 构 组 合 而 成。考 点 2 算 法 复 杂 度 考 试 链 接:考 点 2在 笔 试 考 试 中,是 一 个 经 常 考 查 的 内 容,在 笔 试 考 试 中 出 现 的 几 率 为 7 0%,主 要 是 以 选 择 的 形 式 出 现,分 值 为 2分,此 考 点 为 重 点 识 记 内 容,读 者 还 应 该 识 记 算 法 时 间
5、复 杂 度 及 空 间 复 杂 度 的 概 念。1.算 法 的 时 间 复 杂 度 算 法 的 时 间 复 杂 度 是 指 执 行 算 法 所 需 要 的 计 算 工 作 量。同 一 个 算 法 用 不 同 的 语 言 实 现,或 者 用 不 同 的 编 译 程 序 进 行 编 译,或 者 在 不 同 的 计 算 机 上 运 行,效 率 均 不 同。这 表 明 使 用 绝 对 的 时 间 单 位 衡 量 算 法 的 效 率 是 不 合 适 的。撇 开 这 些 与 计 算 机 硬 件、软 件 有 关 的 因 素,可 以 认 为 一 个 特 定 算 法 运 行 工 作 量”的 大 小,只 依 赖
6、于 问 题 的 规 模(通 常 用 整 数 n表 示),它 是 问 题 规 模 的 函 数。即 算 法 的 工 作 量=f(n)2.算 法 的 空 间 复 杂 度 算 法 的 空 间 复 杂 度 是 指 执 行 这 个 算 法 所 需 要 的 内 存 空 间。一 个 算 法 所 占 用 的 存 储 空 间 包 括 算 法 程 序 所 占 的 空 间、输 入 的 初 始 数 据 所 占 的 存 储 空 间 以 及 算 法 执 行 过 程 中 所 需 要 的 额 外 空 间。其 中 额 外 空 间 包 括 算 法 程 序 执 行 过 程 中 的 工 作 单 元 以 及 某 种 数 据 结 构 所
7、需 要 的 附 加 存 储 空 间。如 果 额 外 空 间 量 相 对 于 问 题 规 模 来 说 是 常 数,则 称 该 算 法 是 原 地 工 作 的。在 许 多 实际 问 题 中,为 了 减 少 算 法 所 占 的 存 储 空 间,通 常 采 用 压 缩 存 储 技 术,以 便 尽 量 减 少 不 必 要 的 额 外 空 间。疑 难 解 答:算 法 的 工 作 量 用 什 么 来 计 算?算 法 的 工 作 量 用 算 法 所 执 行 的 基 本 运 算 次 数 来 计 算,而 算 法 所 执 行 的 基 本 运 算 次 数 是 问 题 规 模 的 函 数,即 算 法 的 工 作 量=f
8、(n),其 中 n是 问 题 的 规 模。1.2数 据 结 构 的 基 本 概 念 考 点 3 数 据 结 构 的 定 义 考 试 链 接:考 点 3在 笔 试 考 试 中,是 一 个 经 常 考 查 的 内 容,在 笔 试 考 试 中 出 现 的 几 率 为 7 0%,主 要 是 以 选 择 的 形 式 出 现,分 值 为 2分,此 考 点 为 识 记 内 容,读 者 还 应 该 识,己 数 据 的 逻 辑 结 构 和 存 储 结 构 的 概 念.数 据 结 构 作 为 计 算 机 的 一 门 学 科,主 要 研 究 和 讨 论 以 下 三 个 方 面:(1)数 据 集 合 中 个 数 据
9、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 元 素 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:是 对 客 观 事 物 的 符 号 表 示,在 计 算 机 科 学 中 是 指 所 有 能 输 入 到 计 算 机 中 并 被 计 算 机 程 序 处 理 的 符 号 的 总 称。数 据 元 素:是 数 据 的 基 本 单 位,在 计 算 机 程 序 中 通 常 作 为 一 个 整 体 进 行 考 虑 和 处 理。
10、数 据 对 象:是 性 质 相 同 的 数 据 元 素 的 集 合,是 数 据 的 一 个 子 集。数 据 的 逻 辑 结 构 是 对 数 据 元 素 之 间 的 逻 辑 关 系 的 描 述,它 可 以 用 一 个 数 据 元 素 的 集 合 和 定 义 在 此 集 合 中 的 若 干 关 系 来 表 示。数 据 的 逻 辑 结 构 有 两 个 要 素:一 是 数 据 元 素 的 集 合,通 常 记 为 D;二 是 D 上 的 关 系,它 反 映 了 数 据 元 素 之 间 的 前 后 件 关 系,通 常 记 为 R。个 数 据 结 构 可 以 表 示 成 B=(D,R)其 中 B表 示 数
11、据 结 构。为 了 反 映 D 中 各 数 据 元 素 之 间 的 前 后 件 关 系,一 般 用 二 元 组 来 表 示。数 据 的 逻 辑 结 构 在 计 算 机 存 储 空 间 中 的 存 放 形 式 称 为 数 据 的 存 储 结 构(也 称 数 据 的 物 理 结 构)。由 于 数 据 元 素 在 计 算 机 存 储 空 间 中 的 位 置 关 系 可 能 与 逻 辑 关 系 不 同,因 此,为 了 表 示 存 放 在 计 算 机 存 储 空 间 中 的 各 数 据 元 素 之 间 的 逻 辑 关 系(即 前 后 件 关 系),在 数 据 的 存 储 结 构 中,不 仅 要 存 放
12、各 数 据 元 素 的 信 息,还 需 要 存 放 各 数 据 元 素 之 间 的 前 后 件 关 系 的 信 息。种 数 据 的 逻 辑 结 构 根 据 需 要 可 以 表 示 成 多 种 存 储 结 构,常 用 的 存 储 结 构 有 顺 序、链 接、索 引 等 存 储 结 构。而 采 用 不 同 的 存 储 结 构,其 数 据 处 理 的 效 率 是 不 同 的。因 此,在 进 行 数 据 处 理 时,选 择 合 适 的 存 储 结 构 是 很 重 要 的。考 点 4 线 性 结 构 与 非 线 性 结 构 考 试 链 接:考 点 4在 笔 试 考 试 中,虽 然 说 不 是 考 试 经
13、 常 考 查 的 内 容,但 读 者 还 是 对 此 考 点 有 所 了 解,在 笔 试 考 试 中 出 现 的 几 率 为 30%,主 要 是 以 填 空 题 出 现 的 形 式 出 现,分 值 为 2分,此 考 点 为 识 记 内 容.根 据 数 据 结 构 中 各 数 据 元 素 之 间 前 后 件 关 系 的 复 杂 程 度,一 般 将 数 据 结 构 分 为 两 大 类 型:线 性 结 构 与 非 线 性 结 构。如 果 一 个 非 空 的 数 据 结 构 满 足 下 列 两 个 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,
14、也 最 多 有 一 个 后 件。则 称 该 数 据 结 构 为 线 性 结 构。线 性 结 构 又 称 线 性 表。在 一 个 线 性 结 构 中 插 入 或 删 除 任 何 一 个 结 点 后 还 应 是 线 性 结 构。如 果 一 个 数 据 结 构 不 是 线 性 结 构,则 称 之 为 非 线 性 结 构。疑 难 解 答:空 的 数 据 结 构 是 线 性 结 构 还 是 非 线 性 结 构?一 个 空 的 数 据 结 构 究 竟 是 属 于 线 性 结 构 还 是 属 非 线 性 结 构,这 要 根 据 具 体 情 况 来 确 定。如 果 对 该 数 据 结 构 的 算 法 是 按
15、线 性 结 构 的 规 则 来 处 理 的,则 属 于 线 性 结 构;否 则 属 于 非 线 性 结 构。1.3栈 及 线 性 链 表 考 点 5 栈 及 其 基 本 运 算 考 试 链 接:考 点 5在 笔 试 考 试 中,是 一 个 必 考 的 内 容,在 笔 试 考 试 中 出 现 的 几 率 为 100%,主 要 是 以 选 择 的 形 式 出 现,分 值 为 2分,此 考 点 为 重 点 掌 握 内 容,读 者 应 该 掌 握 栈 的 运 算.1.栈 的 基 本 概 念 栈 是 限 定 只 在 一 端 进 行 插 入 与 删 除 的 线 性 表,通 常 称 插 入、删 除 的 这
16、端 为 栈 顶,另 端 为 栈 底。当 表 中 没 有 元 素 时 称 为 空 栈。栈 顶 元 素 总 是 后 被 插 入 的 元 素,从 而 也 是 最 先 被 删 除 的 元 素;栈 底 元 素 总 是 最 先 被 插 入 的 元 素,从 而 也 是 最 后 才 能 被 删 除 的 元 素。栈 是 按 照 先 进 后 出 或 后 进 先 出”的 原 则 组 织 数 据 的。2.栈 的 顺 序 存 储 及 其 运 算 用 一 维 数 组 S(1:m)作 为 栈 的 顺 序 存 储 空 间,其 中 m 为 最 大 容 量。在 栈 的 顺 序 存 储 空 间 S(1:m)中,S(bottom)为
17、 栈 底 元 素,S(top)为 栈 顶 元 素。top=0表 示 栈 空;top=m表 示 栈 满。栈 的 基 本 运 算 有 三 种:入 栈、退 栈 与 读 栈 顶 元 素。(1)入 栈 运 算:入 栈 运 算 是 指 在 栈 顶 位 置 插 入 一 个 新 元 素。首 先 将 栈 顶 指 针 加 一(即 top加 1),然 后 将 新 元 素 插 入 到 栈 顶 指 针 指 向 的 位 置。当 栈 顶 指 针 已 经 指 向 存 储 空 间 的 最 后 一 个 位 置 时,说 明 栈 空 间 已 满,不 可 能 再 进 行 入 栈 操 作。这 种 情 况 称 为 栈”上 溢 错 误。(2
18、)退 栈 运 算:退 栈 是 指 取 出 栈 顶 元 素 并 赋 给 一 个 指 定 的 变 量。首 先 将 栈 顶 元 素(栈 顶 指 针 指 向 的 元 素)赋 给 一 个 指 定 的 变 量,然 后 将 栈 顶 指 针 减 一(即 top减 1)。当 栈 顶 指 针 为 0时,说 明 栈 空,不 可 进 行 退 栈 操 作。这 种 情 况 称 为 栈 的 卜 溢 错 误。(3)读 栈 顶 元 素:读 栈 顶 元 素 是 指 将 栈 顶 元 素 赋 给 一 个 指 定 的 变 量。这 个 运 算 不 删 除 栈 顶 元 素,只 是 将 它 赋 给 一 个 变 量,因 此 栈 顶 指 针 不
19、 会 改 变。当 栈 顶 指 针 为 0时,说 明 栈 空,读 不 到 栈 顶 元 素。小 技 巧:栈 是 按 照“先 进 后 出 或 后 进 先 出”的 原 则 组 织 数 据,但 是 出 栈 方 式 有 多 种 选 择,在 考 题 中 经 常 考 查 各 种 不 同 的 出 栈 方 式。考 点 6 线 性 链 表 的 基 本 概 念 考 试 链 接:考 点 6在 笔 试 考 试 中 出 现 的 几 率 为 3 0%,主 要 是 以 选 择 的 形 式 出 现,分 值 为 2分,此 考 点 为 识 记 内 容。重 点 识 记 结 点 的 组 成.在 链 式 存 储 方 式 中,要 求 每 个
20、 结 点 由 两 部 分 组 成:一 部 分 用 于 存 放 数 据 元 素 值,称 为 数 据 域,另 一 部 分 用 于 存 放 指 针,称 为 指 针 域。其 中 指 针 用 于 指 向 该 结 点 的 前 一 个 或 后 一 个 结 点(即 前 件 或 后 件)。链 式 存 储 方 式 既 可 用 于 表 示 线 性 结 构,也 可 用 于 表 示 非 线 性 结 构。(1)线 性 链 表 线 性 表 的 链 式 存 储 结 构 称 为 线 性 链 表。在 某 些 应 用 中,对 线 性 链 表 中 的 每 个 结 点 设 置 两 个 指 针,一 个 称 为 左 指 针,用 以 指 向
21、 其 前 件 结 点;另 一 个 称 为 右 指 针,用 以 指 向 其 后 件 结 点。这 样 的 表 称 为 双 向 链 表。(2)带 链 的 栈 栈 也 是 线 性 表,也 可 以 采 用 链 式 存 储 结 构。带 链 的 栈 可 以 用 来 收 集 计 算 机 存 储 空 间 中 所 有 空 闲 的 存 储 结 点,这 种 带 链 的 栈 称 为 可 利 用 栈。疑 难 解 答:在 链 式 结 构 中,存 储 空 间 位 置 关 系 与 逻 辑 关 系 是 什 么?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
22、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。1.4树 与 二 叉 树 考 点 7 树 与 二 叉 树 及 其 基 本 性 质 考 试 链 接:考 点 7在 笔 试 考 试 中,是 一 个 必 考 的 内 容,在 笔 试 考 试 中 出 现 的 几 率 为 100%,主 要 是 以 选 择 的 形 式 出 现,有 时 也 有 出 现 在 填 空 题 中,分 值 为 2分,此 考 点 为 重 点 掌 握 内 容。重 点 识 记 树 及 二 叉 树 的 性 质.误 区 警 示:
23、满 二 叉 树 也 是 完 全 二 叉 树,而 完 全 二 叉 树 一 般 不 是 满 二 叉 树.应 该 注 意 二 者 的 区 别。1、树 的 基 本 概 念 树(tr e e)是 一 种 简 单 的 非 线 性 结 构。在 树 结 构 中,卷 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。每 一 个 结 点 可 以 有 多 个 后 件,它 们 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 个 数 称 为
24、 该 结 点 的 度。叶 子 结 点 的 度 为 0。在 树 中,所 有 结 点 中 的 最 大 的 度 称 为 树 的 度。2、二 叉 树 及 其 基 本 性 质(1)二 叉 树 的 定 义 二 叉 树 是 一 种 很 有 用 的 非 线 性 结 构,具 有 以 下 两 个 特 点:非 空 二 叉 树 只 有 一 个 根 结 点;每 一 个 结 点 最 多 有 两 棵 子 树,且 分 别 称 为 该 结 点 的 左 子 树 和 右 子 树。由 以 上 特 点 可 以 看 出,在 二 叉 树 中,每 一 个 结 点 的 度 最 大 为 2,即 所 有 子 树(左 子 树 或 右 子 树)也 均
25、 为 二 叉 树,而 树 结 构 中 的 每 一 个 结 点 的 度 可 以 是 任 意 的。另 外,二 叉 树 中 的 每 个 结 点 的 子 树 被 明 显 地 分 为 左 子 树 和 右 子 树。在 二 叉 树 中,一 个 结 点 可 以 只 有 左 子 树 而 没 有 右 子 树,也 可 以 只 有 右 子 树 而 没 有 左 子 树。当 一 个 结 点 既 没 有 左 子 树 也 没 有 右 子 树 时,该 结 点 即 为 叶 子 结 点。(2)二 叉 树 的 基 本 性 质 二 叉 树 具 有 以 下 儿 个 性 质:性 质 1:在 二 叉 树 的 第 k层 上,最 多 有 2k-
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- 二级 公共 基础 考点 解析
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