[理学]第3章 数据结构课件.pptx

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1、理学第3章 数据结构课件 创作者：XX时间：2024年X月目录第第1 1章章 引言引言第第2 2章章 线性表线性表第第3 3章章 栈和队列栈和队列第第4 4章章 树树 0101第1章 引言 课程简介课程简介数据结构是计算机科学中数据结构是计算机科学中的重要基础，本章将介绍的重要基础，本章将介绍数据结构的定义和作用。数据结构的定义和作用。学习本课程将帮助学生理学习本课程将帮助学生理解数据结构在计算机科学解数据结构在计算机科学领域的重要性，并探讨数领域的重要性，并探讨数据结构的应用和学习目标。据结构的应用和学习目标。数据结构概述介绍数据结构的分类和基本概念分类与基本概念讨论数据结构与算法的关系算法

2、关系引导学生理解数据结构的意义和应用场景意义和应用场景 包括实现和应用掌握基本数据结构0103激发学生学习数据结构的兴趣和热情激发学习兴趣02探索数据结构相关问题的解决方法问题解决方法课程结构课程结构整个课程的结构和安排整个课程的结构和安排学习安排学习安排合理安排学习时间合理安排学习时间计划学习进度计划学习进度 课程大纲章节内容章节内容详细列出各章节内容和学习重详细列出各章节内容和学习重点点 0202第2章 线性表 线性表的定义线性表的定义线性表是数据结构中的一线性表是数据结构中的一种基本结构，具有按照线种基本结构，具有按照线性顺序存储数据元素的特性顺序存储数据元素的特点。线性表可以通过顺序点

3、。线性表可以通过顺序存储结构或链式存储结构存储结构或链式存储结构来实现，在算法和数据处来实现，在算法和数据处理中具有重要应用价值。理中具有重要应用价值。线性表的顺序存储结构内存连续优点插入删除慢缺点时间复杂度O(n)插入操作时间复杂度O(n)删除操作线性表的链式存储结构节点指针设计原理存储方式不同异同比较插入删除快优势分析单链表数据存储图算法中的邻接表应用案例10103线性表在数据库中的应用应用案例302链表在操作系统中的应用应用案例2链式存储结构链式存储结构插入操作快插入操作快删除操作快删除操作快内存动态分配内存动态分配应用场景应用场景算法设计算法设计图算法图算法数据库查询数据库查询操作效率

4、操作效率时间复杂度比较时间复杂度比较空间复杂度分析空间复杂度分析算法优化方向算法优化方向线性表的操作比较顺序存储结构顺序存储结构插入操作慢插入操作慢删除操作慢删除操作慢空间利用率高空间利用率高 0303第3章 栈和队列 栈的定义与实现栈是一种后进先出的数据结构，具有特点是只能在栈顶进行插入和删除操作。栈的逻辑结构可以用数组或链表实现，而物理结构可以用顺序存储或链式存储表示。栈常用于表达式求值、函数调用和浏览器历史记录等场景。利用栈实现递归函数调用算法设计0103栈用于保存局部变量和参数传递程序运行02入栈、出栈、栈顶指针移动操作规则队列的定义与实队列的定义与实现现队列是一种先进先出的数队列是一

5、种先进先出的数据结构，基本操作包括入据结构，基本操作包括入队和出队。队列可以用数队和出队。队列可以用数组或链表实现，逻辑结构组或链表实现，逻辑结构是线性的，物理结构可以是线性的，物理结构可以用顺序存储或链式存储表用顺序存储或链式存储表示。队列的特点是广泛应示。队列的特点是广泛应用在数据传输、排队系统用在数据传输、排队系统和操作系统调度等领域。和操作系统调度等领域。队列的应用场景用于数据传输和处理任务队列数据处理队列与栈的不同特点和作用区别分析模拟排队系统和进程调度模拟系统用于网络数据包的发送和接收网络传输功能区别功能区别栈：限定在栈顶操作栈：限定在栈顶操作队列：先进先出队列：先进先出逻辑结构逻

6、辑结构栈：线性结构栈：线性结构队列：线性结构队列：线性结构应用场景应用场景栈用于函数调用、表达式求值栈用于函数调用、表达式求值队列用于数据传输、排队系统队列用于数据传输、排队系统栈和队列对比数据结构数据结构栈：后进先出栈：后进先出队列：先进先出队列：先进先出后进先出，常用于程序执行顺序控制栈0103栈和队列在计算机领域有着重要作用应用广泛02先进先出，适用于数据传输和处理队列 0404第4章 树 树的基本概念树的基本概念树是一种非线性数据结构，树是一种非线性数据结构，由节点和边组成。树的基由节点和边组成。树的基本术语包括根节点、子节本术语包括根节点、子节点、叶节点等。树可以根点、叶节点等。树可

7、以根据节点的层次关系分为不据节点的层次关系分为不同的分类，具有良好的层同的分类，具有良好的层次性和逻辑性。学生通过次性和逻辑性。学生通过理解树形结构的优势和应理解树形结构的优势和应用场景，能够更好地理解用场景，能够更好地理解数据的组织和检索方式。数据的组织和检索方式。树的分类和特点每个节点最多有两个子节点二叉树左右子树的高度差不超过1平衡树左子树上所有节点的值均小于根节点值，右子树上所有节点值均大于根节点值二叉搜索树 除了最底层，其他层都是满的，且最底层节点依次从左到右排列完全二叉树0103中序遍历得到一个递增序列二叉搜索树02每个非叶子节点都有两个子节点满二叉树中序遍历中序遍历先中序遍历左子

8、树，然后访问先中序遍历左子树，然后访问根节点，最后中序遍历右子树根节点，最后中序遍历右子树后序遍历后序遍历先后序遍历左子树和右子树，先后序遍历左子树和右子树，最后访问根节点最后访问根节点广度优先遍历广度优先遍历逐层遍历树的节点，先访问根逐层遍历树的节点，先访问根节点，然后依次访问每一层的节点，然后依次访问每一层的节点节点树的遍历算法先序遍历先序遍历先访问根节点，然后依次先序先访问根节点，然后依次先序遍历左子树和右子树遍历左子树和右子树树的应用实例树在数据组织和检索中有着广泛的应用，如文件系统的存储结构、数据库的索引结构等。树也在算法设计和优化中扮演重要角色，如平衡树可以提高检索效率。学生通过实践编程，能够加深对树结构的理解和应用，提升算法编写能力。谢谢观看！再见