本文關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)　　

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《大話數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》以一個(gè)計(jì)算機(jī)教師教學(xué)為場(chǎng)景，講解數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和相關(guān)算法的知識(shí)。通篇以一種趣味方式來(lái)敘述，大量引用了各種各樣的生活知識(shí)來(lái)類(lèi)比，并充分運(yùn)用圖形語(yǔ)言來(lái)體現(xiàn)抽象內(nèi)容，對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)所涉及到的一些經(jīng)典算法做到逐行分析、多算法比較。與市場(chǎng)上的同類(lèi)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)圖書(shū)相比，《大話數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》內(nèi)容趣味易讀，算法講解細(xì)致深刻，是一本非常適合自學(xué)的讀物。
　　《大話數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》主要內(nèi)容包含：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)介紹、算法推導(dǎo)大o階的方法；順序結(jié)構(gòu)與鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)差異、棧與隊(duì)列的應(yīng)用；串的樸素模式匹配、kmp模式匹配算法；二叉樹(shù)前中后序遍歷、赫夫曼樹(shù)及應(yīng)用；圖的深度、廣度遍歷；最小生成樹(shù)兩種算法、最短路徑兩種算法；拓?fù)渑判蚺c關(guān)鍵路徑算法；折半查找、插值查找、斐波那契查找等靜態(tài)查找；稠密索引、分塊索引、倒排索引等索引技術(shù)；二叉排序樹(shù)、平衡二叉樹(shù)等動(dòng)態(tài)查找；b樹(shù)、b+樹(shù)技術(shù)，散列表技術(shù)；冒泡、選擇、插入等簡(jiǎn)單排序；希爾、堆、歸并、快速等改進(jìn)排序……
　　《大話數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》適合學(xué)過(guò)一門(mén)編程語(yǔ)言的各類(lèi)讀者，包括在讀的大中專計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生、想轉(zhuǎn)行做開(kāi)發(fā)的非專業(yè)人員、欲考計(jì)算機(jī)研究生的應(yīng)屆或在職人員，以及工作后需要補(bǔ)學(xué)或溫習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的程序員等。
前言　本書(shū)起因
　　大家好！我是《大話設(shè)計(jì)模式》（2008年初出版）的作者，三年來(lái)，承蒙廣大讀者的厚愛(ài)，《大話設(shè)計(jì)模式》取得了較大的成功。僅在當(dāng)當(dāng)網(wǎng)，截止本文寫(xiě)作時(shí)，就已經(jīng)有1073次評(píng)論，705次5星評(píng)價(jià)，位居五星圖書(shū)榜計(jì)算機(jī)/網(wǎng)絡(luò)類(lèi)的累計(jì)總榜第二名。此書(shū)已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)原創(chuàng)計(jì)算機(jī)類(lèi)圖書(shū)最暢銷(xiāo)的書(shū)籍之一。
　　對(duì)于這樣一個(gè)自己喜歡做、可以做得好，而且已經(jīng)得到了市場(chǎng)廣泛認(rèn)可，為很多朋友提供幫助的事情，我沒(méi)有理由不去繼續(xù)做下去。這就是我準(zhǔn)備再寫(xiě)書(shū)的原因。
　　我曾做過(guò)調(diào)查，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)者大多都有這樣的感慨：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)很重要，一定要學(xué)好，但數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)比較抽象，有些算法理解起來(lái)很困難，學(xué)得很累�？晌腋Ｍ麄鬟_(dá)這樣的信息：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)非常有趣，很多算法是智慧的結(jié)晶，學(xué)習(xí)它是去感受計(jì)算機(jī)編程技術(shù)的魅力，在理解掌握它的同時(shí)，整個(gè)過(guò)程都是一種愉悅的精神感受，而非枯燥乏味的一門(mén)課程。因此我決定寫(xiě)作一本關(guān)于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有趣的書(shū)。
　　不過(guò)現(xiàn)實(shí)總比理想來(lái)得更“現(xiàn)實(shí)”。要想把書(shū)寫(xiě)好，談何容易，我需要突破很多困難……嗐！不管如何，現(xiàn)在您看到了本書(shū)，那就說(shuō)明我已經(jīng)克服了困難戰(zhàn)勝了自己。希望您可以喜歡上這本書(shū)。
　　本書(shū)定位
　　本書(shū)的定位就是一本適合讀者自學(xué)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的書(shū)籍，它有區(qū)別于教材，希望給大家另一種閱讀體驗(yàn)。
　　通常講解數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的圖書(shū)都是以教材的方式呈現(xiàn)。在寫(xiě)作前，我購(gòu)買(mǎi)或在圖書(shū)館借閱了十幾本非常好的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)相關(guān)教材用來(lái)為寫(xiě)作本書(shū)做準(zhǔn)備。但經(jīng)過(guò)認(rèn)真閱讀后，我發(fā)現(xiàn)，它們大多不是一本好的“自學(xué)讀物”。
　　我沒(méi)有輕視這些好書(shū)的意思，不過(guò)教材和自學(xué)讀物，所面向的讀者是完全不同的。
　　好的教材應(yīng)該是提綱挈領(lǐng)、重點(diǎn)突出，一定要留出思考的空間，否則就沒(méi)必要再聽(tīng)老師上課了。很多內(nèi)容的講解是由老師在課堂完成，教材中有練習(xí)、課后習(xí)題、思考題等，這些大多可以通過(guò)老師來(lái)解答。比如我們中學(xué)時(shí)的語(yǔ)文、數(shù)學(xué)課本，很薄的一本書(shū)通常要用一學(xué)期、甚至一年的時(shí)間來(lái)學(xué)習(xí)，這就是因?yàn)樗鼈兪墙滩亩皇亲詫W(xué)讀物。如果是小說(shuō)，可能一兩天就讀完了。
　　好的自學(xué)讀物的目標(biāo)是讓初學(xué)者“獨(dú)自”全盤(pán)掌握知識(shí)，需要強(qiáng)調(diào)“獨(dú)自”一詞，這就說(shuō)明讀者在閱讀時(shí)，是完全依靠自己的力量來(lái)向未知發(fā)出挑戰(zhàn)。因此書(shū)中內(nèi)容，要么不寫(xiě)，寫(xiě)了就應(yīng)該寫(xiě)透。如果讀者在閱讀時(shí)總是疑惑重重，那么這本書(shū)就有很大的問(wèn)題了。
　　我也就是在基于這樣的認(rèn)識(shí)，決心將《大話數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》真正寫(xiě)成一本關(guān)于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的自學(xué)讀物來(lái)展開(kāi)寫(xiě)作的。
　　本書(shū)特色
　　1．趣味引導(dǎo)
　　大部分的編程類(lèi)圖書(shū)，在內(nèi)容上基本都是直奔主題。但是尼采曾說(shuō)過(guò)：“人們無(wú)法理解他沒(méi)有經(jīng)歷過(guò)的事情。”換句話說(shuō)，我們只接受過(guò)去早已理解的事物相關(guān)的信息。這是一種比較學(xué)習(xí)過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中，大腦尋找每條信息之間的聯(lián)系。所以教育專家普遍認(rèn)為，吸引學(xué)生的注意力，比較好的辦法是用他們比較熟知的知識(shí)開(kāi)始。
　　因此在本書(shū)中，我會(huì)用一個(gè)故事、一個(gè)趣味題目、一部電影的介紹等形式來(lái)作為每一章甚至很多小節(jié)的開(kāi)頭，選擇的內(nèi)容也多多少少與要講的主題內(nèi)容相關(guān)。這并不是多余，而是有意為之。事實(shí)上，這樣的形式在我的前一本書(shū)中已經(jīng)得到了普遍認(rèn)可。
　　2．圖文并茂
　　西方有句諺語(yǔ)，“A picture is worth a thousand words.（一圖值千言）”。用上千個(gè)字描述不明白的東西，很可能一張圖就能解釋清楚。
　　我非常認(rèn)可這個(gè)觀點(diǎn)，所以本書(shū)雖沒(méi)有達(dá)到每一頁(yè)都有圖，但基本做到了絕大部分講解都有相關(guān)圖示，關(guān)鍵算法更是通過(guò)多圖逐步分解剖析。盡管這帶來(lái)了寫(xiě)作上的難度，但卻可以達(dá)到較好的效果。畢竟，讀者通過(guò)本書(shū)開(kāi)始學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時(shí)，要從一無(wú)所知或略知一二到完全理解，甚至掌握應(yīng)用，是需要一個(gè)比較艱苦的過(guò)程，用大量的圖示可以減少這個(gè)過(guò)程的長(zhǎng)度。
　　3．代碼詳解
.　　我在寫(xiě)作中盡量摒棄了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教材的“重理論思想而輕代碼講解”的作法。在準(zhǔn)備數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)寫(xiě)作時(shí)我發(fā)現(xiàn)，很多教材對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)理論和算法設(shè)計(jì)思想講得比較好，可一到實(shí)際代碼時(shí)，有的把代碼貼出來(lái)加少量注釋，有的直接用偽代碼形式。這對(duì)于上課的學(xué)生還好，畢竟有老師在課堂中去詳解代碼編寫(xiě)原理，可是對(duì)于初學(xué)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的自學(xué)者而言，如果書(shū)中不去解釋代碼某些細(xì)節(jié)為什么那樣編寫(xiě)的原因，甚至代碼根本不可能在某個(gè)編譯器中運(yùn)行通過(guò)，其挫折感是很強(qiáng)烈的。比如即使理解了圖結(jié)構(gòu)中的最短路徑求解原理，也可能無(wú)法寫(xiě)出最短路徑的算法。
　　我把代碼在運(yùn)行過(guò)程中變量的變化融入到整個(gè)算法設(shè)計(jì)思想的講解中，配合相應(yīng)的示意圖，會(huì)幫助大家更加容易理解算法的實(shí)質(zhì)。這種講解模式在本書(shū)的第6、7、8、9章的很多復(fù)雜算法中有具體體現(xiàn)，越是復(fù)雜的代碼越是講解細(xì)致。這算是本書(shū)的一個(gè)特色，希望對(duì)讀者有幫助。
　　4．形式新穎
　　我把本書(shū)的內(nèi)容虛構(gòu)成了一個(gè)老師上課的場(chǎng)景，所有內(nèi)容都通過(guò)這位老師表達(dá)出來(lái)，書(shū)中的文字非�？谡Z(yǔ)化，這樣做的目的是為了更加直觀地讓讀者感覺(jué)，自己是在學(xué)習(xí)，是在上課。有人可能會(huì)說(shuō)，現(xiàn)在的課堂大都是讓人昏昏欲睡，把讀者帶入上課場(chǎng)景，不是更加讓讀者犯困嗎？我覺(jué)得如果你的學(xué)習(xí)經(jīng)歷中聽(tīng)過(guò)一些優(yōu)秀老師的課，你就不會(huì)下這樣的結(jié)論。好的老師講課，是可以做到引人入勝的。
　　有人可能會(huì)問(wèn)，我為什么不用《大話設(shè)計(jì)模式》中的對(duì)話形式，而采用講課形式呢？這是對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)這門(mén)學(xué)問(wèn)的特點(diǎn)考慮的。設(shè)計(jì)模式主要都是思想體現(xiàn)，通常會(huì)仁者見(jiàn)仁、智者見(jiàn)智，用對(duì)話展開(kāi)比較容易；而數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中更多的是定義、術(shù)語(yǔ)、經(jīng)典算法等，這些公認(rèn)的知識(shí)，可討論的地方并不多，更多的是需要把它講清楚。讓兩個(gè)人在一起討論某個(gè)設(shè)計(jì)模式的優(yōu)缺點(diǎn)，會(huì)非常合適，而討論數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義的好壞，就沒(méi)有太大意義了，不如讓一個(gè)老師告訴學(xué)生數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的定義好在哪里更符合實(shí)際。因此用傳統(tǒng)的講課形式會(huì)好一些。
　　另外，本書(shū)沒(méi)有習(xí)題，有思考的題目也一定會(huì)給出某種答案。但本書(shū)每個(gè)復(fù)雜知識(shí)點(diǎn)的末尾，都會(huì)提供另一本書(shū)的進(jìn)一步閱讀建議。這也是基于它是一本自學(xué)讀物的原則。讀者閱讀本書(shū)可能是任何時(shí)間任何地方，如果書(shū)中存在沒(méi)有解答的習(xí)題，碰到了困難是沒(méi)法及時(shí)找到老師來(lái)幫助的，因此本書(shū)盡量避免讓讀者有這樣的困惑存在。如果需要練習(xí)的同學(xué)，我覺(jué)得還是應(yīng)該考慮再去買(mǎi)本習(xí)題集來(lái)學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，做題和上機(jī)寫(xiě)代碼非常有必要，從這個(gè)角度也說(shuō)明，閱讀完本書(shū)其實(shí)也只是完成入門(mén)而已。
　　本書(shū)既然是以老師上課的形式來(lái)進(jìn)行，那就免不了要融入一名教師除了授業(yè)解惑以外，還要傳達(dá)一些個(gè)人價(jià)值觀的體現(xiàn)。書(shū)中很多細(xì)微處，如對(duì)某位科學(xué)家的尊敬、對(duì)某個(gè)算法的推崇、對(duì)勤奮勵(lì)志故事的講述等都在表達(dá)著一個(gè)老師向?qū)W生傳遞真、善、美的意愿。我始終認(rèn)為，讀者拿到的雖然只是一本沒(méi)有表情、不會(huì)說(shuō)話的書(shū)，但其實(shí)也是在隔空與另一個(gè)朋友交流。人與人的交流不可能只是就事論事，一定會(huì)有情感的溝通，這種情感如果能產(chǎn)生共鳴、達(dá)成互信，就會(huì)讓事情（比如學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法這件事）本身更容易理解和接受。
　　本書(shū)內(nèi)容
　　本書(shū)主要是按照教育部關(guān)于計(jì)算機(jī)專業(yè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程大綱的要求略微增減來(lái)組織內(nèi)容的。
　　主要包括：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)介紹，算法推導(dǎo)大O階的方法，線性表結(jié)構(gòu)的介紹，順序結(jié)構(gòu)與鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)差異，棧與隊(duì)列的應(yīng)用，串的樸素模式匹配、KMP模式匹配算法，樹(shù)結(jié)構(gòu)的介紹，二叉樹(shù)前中后序遍歷，線索二叉樹(shù)，赫夫曼樹(shù)及應(yīng)用，圖結(jié)構(gòu)的介紹，圖的深度、廣度遍歷，最小生成樹(shù)兩種算法，最短路徑兩種算法，拓?fù)渑判蚺c關(guān)鍵路徑算法，查找應(yīng)用的相關(guān)介紹，折半查找、插值查找、斐波那契查找等靜態(tài)查找，稠密索引、分塊索引、倒排索引等索引技術(shù)，二叉排序樹(shù)、平衡二叉樹(shù)等動(dòng)態(tài)查找，B樹(shù)、B+樹(shù)技術(shù)，散列表技術(shù)，排序應(yīng)用的相關(guān)介紹，冒泡、選擇、插入等簡(jiǎn)單排序，希爾、堆、歸并、快速等改進(jìn)排序，各位排序算法的對(duì)比等。
　　本書(shū)讀者
　　數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是計(jì)算機(jī)軟件相關(guān)專業(yè)的基礎(chǔ)課程，幾乎可以說(shuō)，要想從事編程工作，無(wú)論你是否是科班出身，都不可以繞過(guò)這部分知識(shí)。因此，適合閱讀本書(shū)的讀者非常廣泛，包括在讀的本�？�、中專職高技校等計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生、想轉(zhuǎn)行做開(kāi)發(fā)的非專業(yè)人員、欲考計(jì)算機(jī)研究生的應(yīng)屆或在職人員，以及工作后需要補(bǔ)學(xué)或溫習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的程序員等各類(lèi)讀者。
　　本書(shū)對(duì)讀者的技術(shù)背影要求比較低，只要是學(xué)過(guò)一門(mén)高級(jí)編程語(yǔ)言，例如C、C++、Java、C#、VB等就可以開(kāi)始閱讀本書(shū)。不過(guò)由于當(dāng)中涉及到比較復(fù)雜的算法知識(shí)，需要讀者有一定的數(shù)學(xué)修養(yǎng)和邏輯思維能力，否則可能書(shū)籍的后半部分閱讀起來(lái)會(huì)比較吃力。
　　本書(shū)研讀方法
　　事實(shí)上，任何有難度的知識(shí)和技巧，都不是那么容易被掌握的。我盡管已經(jīng)朝著通俗易懂的方向努力，可有些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，特別是經(jīng)典算法，是幾代科學(xué)家的智慧結(jié)晶，因此要掌握它們還是需要讀者的全力投入。
　　美國(guó)暢銷(xiāo)書(shū)《如何閱讀一本書(shū)》中提到“閱讀可以是一件主動(dòng)的事，閱讀越主動(dòng)，效果越好。拿同樣的書(shū)給背景相近的兩個(gè)人閱讀，一個(gè)人卻比另一個(gè)人從書(shū)中得到了更多，這是因?yàn)�，首先在于這人的主動(dòng)，其次，在于他在閱讀中的每一種活動(dòng)都參與了更多的技巧。這兩件事是息息相關(guān)的。閱讀是一個(gè)復(fù)雜的活動(dòng)，就跟寫(xiě)作一樣，包含了大量不同的活動(dòng)。要達(dá)成良好的閱讀，這些活動(dòng)都是不可或缺的。一個(gè)人越能良好運(yùn)作這些活動(dòng)，閱讀的效果也就越好。”
　　我當(dāng)然希望讀者在閱讀本書(shū)后收獲巨大，但這顯然是一廂情愿。要想獲得更多，您可能也需要付出類(lèi)似我寫(xiě)作一樣的力氣來(lái)閱讀，例如摘抄文字、眉批心得、稿紙演算、代碼輸入電腦，以及您自己在編程工作中的運(yùn)用等。這些相應(yīng)活動(dòng)的執(zhí)行，將會(huì)使您得到巨大的收獲。
　　作為作者，建議本書(shū)的研讀方法為：
　　1．復(fù)習(xí)C語(yǔ)言的基礎(chǔ)知識(shí)。如果你掌握的是別的語(yǔ)言也不要緊，適當(dāng)了解一些C語(yǔ)言和你掌握的編程語(yǔ)言的語(yǔ)法差異還是有必要的。甚至將本書(shū)代碼改造成另一種語(yǔ)言本身就是一種非常好的學(xué)習(xí)方法。
　　2．閱讀第一遍時(shí)，建議從頭至尾進(jìn)行。如果你對(duì)前面的知識(shí)有足夠了解，當(dāng)然可以跳過(guò)直接閱讀后面的章節(jié)。不過(guò)若要學(xué)習(xí)一門(mén)完整的知識(shí)并形成體系。通讀本書(shū)，還是最好的學(xué)習(xí)方法。
　　3．閱讀時(shí)，摘抄是非常好的習(xí)慣。“最淡的墨水也勝于最強(qiáng)的記憶！”有不少讀者會(huì)認(rèn)為摘抄了將來(lái)也不會(huì)再去看，有什么必要，但其實(shí)在寫(xiě)字的過(guò)程就是大腦學(xué)習(xí)的過(guò)程，寫(xiě)字在減緩你閱讀的速度，從而讓你更好地消化閱讀的內(nèi)容。相信大家都能理解，“囫圇吞棗”和“慢慢品味”的差異，學(xué)習(xí)同樣如此。
　　4．閱讀每一章時(shí)，特別是在閱讀算法的推導(dǎo)過(guò)程時(shí)，一定要在電腦中運(yùn)行代碼（本書(shū)源碼的下載地址可以到中的《大話數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)相關(guān)主題》中找到），了解代碼的運(yùn)行過(guò)程。本書(shū)的很多算法都做到了逐行講解，但單純閱讀可能真的很難達(dá)到理解的程度（這是紙質(zhì)書(shū)無(wú)法克服的缺陷），需要你通過(guò)開(kāi)發(fā)工具調(diào)試，并設(shè)置斷點(diǎn)和逐行執(zhí)行，并參照書(shū)中的講解，觀察變量的變化情況來(lái)理解算法的編寫(xiě)原理。
　　5．閱讀完每一章時(shí)，一定要在理解基礎(chǔ)上記憶一些關(guān)鍵東西。最佳的效果就是你可以不看書(shū)也做到一點(diǎn)不錯(cuò)地默寫(xiě)出相關(guān)算法。
　　6．閱讀完每一章時(shí)，一定要適當(dāng)練習(xí)。本書(shū)沒(méi)有提供練習(xí)題，但市場(chǎng)上相關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)習(xí)題集比比皆是，可以選擇嘗試。另外互聯(lián)網(wǎng)上也可以獲得足夠的習(xí)題來(lái)給你練習(xí)。練習(xí)的目的是為了檢測(cè)自己是否真的完全理解了書(shū)中的內(nèi)容。事實(shí)上很多時(shí)候，閱讀中的人們只是自我感覺(jué)理解，而并非真正的明白。
　　7．學(xué)習(xí)不可能一蹴而就，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法如果通過(guò)一本書(shū)就可以掌握，那本身就是笑話。本書(shū)附錄提供了本書(shū)寫(xiě)作時(shí)的參考書(shū)目，基本都是最優(yōu)秀的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或相關(guān)的中文書(shū)籍各有側(cè)重，建議大家可以適當(dāng)?shù)亻喿x。
　　8．在之后的編程學(xué)習(xí)和工作中，盡量把已經(jīng)學(xué)到的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法知識(shí)運(yùn)用到現(xiàn)實(shí)開(kāi)發(fā)中。遺忘時(shí)翻閱本書(shū)回顧相關(guān)內(nèi)容，最終達(dá)到精通數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和相關(guān)算法的境界。
　　編程語(yǔ)言說(shuō)明
　　本書(shū)是用C語(yǔ)言編寫(xiě)，基于C90（ISO C）的標(biāo)準(zhǔn)。讀者可以選擇任何一款基于C90標(biāo)準(zhǔn)的C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)工具或更高版本的開(kāi)發(fā)工具來(lái)學(xué)習(xí)本書(shū)中的代碼。
　　本人一直習(xí)慣于用Visual Studio 2008作為開(kāi)發(fā)工具，因此在寫(xiě)作此書(shū)時(shí)，也是用此工具的Visual C++來(lái)編譯調(diào)試代碼，一切都相安無(wú)事，但寫(xiě)作完成后，考慮到不同讀者應(yīng)用開(kāi)發(fā)工具的習(xí)慣不同，最終在編輯的建議下，決定提供一份可在C90標(biāo)準(zhǔn)的C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)環(huán)境中編譯通過(guò)的代碼，結(jié)果發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤百出。
　　例如C90標(biāo)準(zhǔn)的注釋要求是“/* 注釋文字 */”而不允許是“//注釋文字”：要求變量聲明必須要在函數(shù)的最前面，只能是“int i; for(i=0;i[n;i++)……”，而不允許如“for (int i=0;i[n;i++)”這樣的方式：再比如C++中函數(shù)的參數(shù)可以傳遞如“void CreateBiTree(BiTree &T)”的地址變量，但在C語(yǔ)言中，只能傳遞如“void CreateBiTree(BiTree *T)”的指針變量。因此當(dāng)你看到書(shū)中的有些代碼到處都是“*”時(shí)，就用不著奇怪了。
　　出于為了讓代碼可以在低端編譯環(huán)境通過(guò)的考慮，犧牲一些代碼的簡(jiǎn)捷性和優(yōu)雅性也是無(wú)可奈何和必要的。最終我將書(shū)中全部代碼都改成C90標(biāo)準(zhǔn)的代碼。
　　C語(yǔ)言初學(xué)者可能會(huì)因?yàn)閯偨佑|編程語(yǔ)言，特別是對(duì)指針的理解不深，而擔(dān)心閱讀困難。我個(gè)人感覺(jué)，單純學(xué)習(xí)指針是很難理解它的真正用途和好處，而通過(guò)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，特別是像鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)在各種結(jié)構(gòu)算法中的運(yùn)用，反而可以讓讀者進(jìn)一步的理解指針的優(yōu)越之處。從這個(gè)角度說(shuō)，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)可以反過(guò)來(lái)加強(qiáng)讀者對(duì)C語(yǔ)言，特別是指針概念的理解。
　　編程語(yǔ)言差異
　　C語(yǔ)言是一門(mén)古老的高級(jí)語(yǔ)言，它的應(yīng)用范圍非常廣泛，因此我選擇它作為本書(shū)的算法展示語(yǔ)言。如果讀者之前學(xué)過(guò)它，那么閱讀本書(shū)就不存在語(yǔ)言障礙。懂得C++語(yǔ)言的讀者，同樣也不會(huì)有任何語(yǔ)言上的問(wèn)題。
　　像掌握J(rèn)ava、C#、VB等面向?qū)ο笳Z(yǔ)言的讀者，當(dāng)面對(duì)書(shū)中大量的C語(yǔ)言式的結(jié)構(gòu)（struct）聲明和針對(duì)結(jié)構(gòu)的參數(shù)傳遞的代碼時(shí)，都可以理解為是類(lèi)的定義和由類(lèi)生成對(duì)象的傳遞。盡管的確存在差異，但是并不影響整體對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)知識(shí)和算法原理的理解。
　　我個(gè)人感覺(jué)，哪怕是對(duì)C語(yǔ)言不熟悉，也不妨利用學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的機(jī)會(huì)，學(xué)習(xí)一下C語(yǔ)言的編程方法，這對(duì)于將來(lái)應(yīng)用其他高級(jí)語(yǔ)言也是有很大幫助的。
　　不是一個(gè)人在戰(zhàn)斗
　　首先要感謝我的妻子李秀芳對(duì)我寫(xiě)作本書(shū)期間的全力支持，我辭職寫(xiě)作，沒(méi)有她精神上的理解鼓勵(lì)和生活上的悉心照顧，是不可能走出這一步并順利完成書(shū)稿的。我們的兒子程晟涵如今已經(jīng)三周歲，我是在他每日的歡聲笑語(yǔ)和哭哭啼啼中進(jìn)行每一章節(jié)的構(gòu)思和寫(xiě)作，希望他可以茁壯成長(zhǎng)。我的父母已經(jīng)年邁，他們?yōu)槲业娜殑?chuàng)作也甚為擔(dān)心和憂慮，這里也要說(shuō)一聲抱歉。
　　本人數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的知識(shí)，是源自清華大學(xué)出版社出版的《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（C語(yǔ)言版）》（嚴(yán)蔚敏、吳偉民編著）一書(shū)，嚴(yán)老師和吳老師算是我在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)方面的啟蒙老師，本書(shū)的不少內(nèi)容和代碼也是參考了此書(shū)。機(jī)械工業(yè)出版社的《算法導(dǎo)論》對(duì)于本人的算法知識(shí)提高幫助很大，寫(xiě)作中也大量吸收了書(shū)中的精華。寫(xiě)作過(guò)程中，本人購(gòu)買(mǎi)和借閱了與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)相關(guān)的大量書(shū)籍，詳細(xì)書(shū)目見(jiàn)附錄。沒(méi)有前輩的貢獻(xiàn)，就沒(méi)有本書(shū)的出版，也希望本書(shū)能成為這些書(shū)籍的前期讀物。在此向這些圖書(shū)作者表示衷心的感謝。
　　僅有作者是不可能完成圖書(shū)的出版的，本人要非常感謝清華大學(xué)出版社的朋友們，他們是本書(shū)的最初讀者，也是協(xié)助本人將此書(shū)由毛糙變精良的最有力幫手。
　　本書(shū)的封面設(shè)計(jì)程瑜、插圖設(shè)計(jì)周翔，都是在反反復(fù)復(fù)的修改中完成創(chuàng)作的。
　　寫(xiě)作中，還得到了周筠、盧鶇翔、張伸、胡文佳、Milo、陳鋼、劉超、劉唯一、楊繡國(guó)、戚嫵婷、雷順、楊詩(shī)盈、高宇翔、林健的友情幫助，他們都在本人的書(shū)稿創(chuàng)作中提出了寶貴建議。
　　在此向所有幫助與支持我的朋友道一聲：謝謝！
　　程 杰
　　
《大話數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》
第1章數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)緒論 1
1.1開(kāi)場(chǎng)白 2
如果你交給某人一個(gè)程序，你將折磨他一整天；如果你教某人如何編寫(xiě)程序，你將折磨他一輩子。
1.2你數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)怎么學(xué)的？ 3
他完成開(kāi)發(fā)并測(cè)試通過(guò)后，得意地提交了代碼。項(xiàng)目經(jīng)理看完代碼后拍著桌子對(duì)他說(shuō)：“你數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是怎么學(xué)的？”
1.3數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)起源 4
1.4基本概念和術(shù)語(yǔ) 5
正所謂“巧婦難為無(wú)米之炊”，再?gòu)?qiáng)大的計(jì)算機(jī)，也要有“米”下鍋才可以干活，否則就是一堆破銅爛鐵。這個(gè)“米”就是數(shù)據(jù)。
1.4.1數(shù)據(jù) 5
1.4.2數(shù)據(jù)元素 5
1.4.3數(shù)據(jù)項(xiàng) 6
1.4.4數(shù)據(jù)對(duì)象 6
1.4.5數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 6
1.5邏輯結(jié)構(gòu)與物理結(jié)構(gòu) 7
1.5.1邏輯結(jié)構(gòu) 7
1.5.2物理結(jié)構(gòu) 9
1.6抽象數(shù)據(jù)類(lèi)型 11
大家都需要房子住，但顯然沒(méi)錢(qián)考慮大房子是沒(méi)有意義的。于是商品房就出現(xiàn)了各種各樣的戶型，有幾百平米的別墅，也有僅兩平米的膠囊公寓……
1.6.1數(shù)據(jù)類(lèi)型 11
.1.6.2抽象數(shù)據(jù)類(lèi)型 12
1.7總結(jié)回顧 14
1.8結(jié)尾語(yǔ) 15
最終的結(jié)果一定是，你對(duì)著別人很牛的說(shuō)“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)——就那么回事。”
第2章算法 17
2.1開(kāi)場(chǎng)白 18
2.2數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法關(guān)系 18
計(jì)算機(jī)界的前輩們，是一幫很牛很牛的人，他們使得很多看似沒(méi)法解決或者很難解決的問(wèn)題，變得如此美妙和神奇。
2.3兩種算法的比較 19
高斯在上小學(xué)的一天，老師要求每個(gè)學(xué)生都計(jì)算1+2+…+100的結(jié)果，誰(shuí)先算出來(lái)誰(shuí)先回家……
2.4算法定義 20
現(xiàn)實(shí)世界中的算法千變?nèi)f化，沒(méi)有通用算法可以解決所有問(wèn)題。甚至一個(gè)小問(wèn)題，某個(gè)解決此類(lèi)問(wèn)題很優(yōu)秀的算法卻未必就適合它。
2.5算法的特性 21
2.5.1輸入輸出 21
2.5.2有窮性 21
2.5.3確定性 21
2.5.4可行性 21
2.6算法設(shè)計(jì)的要求 22
求100個(gè)人的高考成績(jī)平均分與求全省所有考生的成績(jī)平均分在占用時(shí)間和內(nèi)存存儲(chǔ)上有非常大的差異，我們自然追求高效率和低存儲(chǔ)的算法來(lái)解決問(wèn)題。
2.6.1正確性 22
2.6.2可讀性 23
2.6.3健壯性 23
2.6.4時(shí)間效率高和存儲(chǔ)量低 23
2.7算法效率的度量方法 24
隨著n值越來(lái)越大，它們?cè)跁r(shí)間效率上的差異也就越來(lái)越大。好比有些人每天都在學(xué)習(xí)，而另一些人，打打游戲、睡睡大覺(jué)，畢業(yè)后前者名企爭(zhēng)著要，后者求職處處無(wú)門(mén)。
2.7.1事后統(tǒng)計(jì)方法 24
2.7.2事前分析估算方法 25
2.8函數(shù)的漸近增長(zhǎng) 27
2.9算法時(shí)間復(fù)雜度 29
理解大o推導(dǎo)不算難，難的其實(shí)是對(duì)數(shù)列的一些相關(guān)運(yùn)算，這考察的更多的是數(shù)學(xué)知識(shí)和能力。
2.9.1算法時(shí)間復(fù)雜度定義 29
2.9.2推導(dǎo)大o階方法 30
2.9.3常數(shù)階 30
2.9.4線性階 31
2.9.5對(duì)數(shù)階 32
2.9.6平方階 32
2.10常見(jiàn)的時(shí)間復(fù)雜度 35
有些時(shí)候，告訴你某些東西不可以去嘗試，也是一種知識(shí)的傳遞�？偛荒芊且ケ欢旧咭б豢诓胖郎卟豢梢匀フ腥前伞�
2.11最壞情況與平均情況 35
2.12算法空間復(fù)雜度 36
事先建立一個(gè)有2050大的數(shù)組，然后把所有年份按下標(biāo)數(shù)字對(duì)應(yīng)，如果是閏年，此數(shù)組項(xiàng)的值就是1，如果不是就是0。這樣，所謂的判斷某一年是否是閏年就變成了查找這個(gè)數(shù)組的某一項(xiàng)的值是多少的問(wèn)題。
2.13總結(jié)回顧 37
2.14結(jié)尾語(yǔ) 38
愚公移山固然可敬，但發(fā)明炸藥和推土機(jī)，可能更加實(shí)在和聰明。
第3章線性表 41
3.1開(kāi)場(chǎng)白 42
門(mén)外家長(zhǎng)都擠在大門(mén)口與門(mén)里的小孩子的井然有序，形成了鮮明對(duì)比。哎，有時(shí)大人的所作所為，其實(shí)還不如孩子。
3.2線性表的定義 42
3.3線性表的抽象數(shù)據(jù)類(lèi)型 45
有時(shí)我們想知道某個(gè)小朋友（比如麥兜）是否是班級(jí)的同學(xué)，老師會(huì)告訴我說(shuō)，沒(méi)有，麥兜是在春田花花幼兒園里。這種查找某個(gè)元素是否存在的操作很常用。
3.4線性表的順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu) 47
他每次一吃完早飯就沖著去了圖書(shū)館，挑一個(gè)好地兒，把他書(shū)包里的書(shū)，一本一本的按座位放好，長(zhǎng)長(zhǎng)一排，九個(gè)座硬是被他占了。
3.4.1順序存儲(chǔ)定義 47
3.4.2順序存儲(chǔ)方式 47
3.4.3數(shù)據(jù)長(zhǎng)度與線性表長(zhǎng)度區(qū)別 48
3.4.4地址計(jì)算方法 49
3.5順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的插入與刪除 50
春運(yùn)時(shí)去買(mǎi)火車(chē)票，大家都排隊(duì)排著好好的，這時(shí)來(lái)了一個(gè)美女：“可否讓我排在你前面？”這可不得了，后面的人像蠕蟲(chóng)一樣，全部都得退后一步。
3.5.1獲得元素操作 50
3.5.2插入操作 51
3.5.3刪除操作 52
3.5.4線性表順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn) 54
3.6線性表的鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu) 55
反正也是要讓相鄰元素間留有足夠余地，那干脆所有元素都不要考慮相鄰位置了，哪有空位就到哪里。而只是讓每個(gè)元素知道它下一個(gè)元素的位置在哪里。
3.6.1順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)不足的解決
辦法 55
3.6.2線性表鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)定義 56
3.6.3頭指針與頭結(jié)點(diǎn)的異同 58
3.6.4線性表鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)代碼描述 58
3.7單鏈表的讀取 60
3.8單鏈表的插入與刪除 61
本來(lái)是爸爸左牽著媽媽的手、右牽著寶寶的手在馬路邊散步。突然迎面走來(lái)一美女，爸爸失神般地望著，此情景被媽媽逮個(gè)正著，于是扯開(kāi)父子倆，拉起寶寶的左手就快步朝前走去。
3.8.1單鏈表的插入 61
3.8.2單鏈表的刪除 64
3.9單鏈表的整表創(chuàng)建 66
3.10單鏈表的整表刪除 69
3.11單鏈表結(jié)構(gòu)與順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)優(yōu)缺點(diǎn) 70
3.12靜態(tài)鏈表 71
對(duì)于一些語(yǔ)言，如basic、fortran等早期的編程高級(jí)語(yǔ)言，由于沒(méi)有指針，這鏈表結(jié)構(gòu)，按照前面我們的講法，它就沒(méi)法實(shí)現(xiàn)了。怎么辦呢？
3.12.1靜態(tài)鏈表的插入操作 73
3.12.2靜態(tài)鏈表的刪除操作 75
3.12.3靜態(tài)鏈表優(yōu)缺點(diǎn) 77
3.13循環(huán)鏈表 78
這個(gè)輪回的思想很有意思。它強(qiáng)調(diào)了不管你今生是窮是富，如果持續(xù)行善積德，下輩子就會(huì)好過(guò)，反之就會(huì)遭到報(bào)應(yīng)。
3.14雙向鏈表 81
就像每個(gè)人的人生一樣，欲收獲就得付代價(jià)。雙向鏈表既然是比單鏈表多了如可以反向遍歷查找等的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，那么也就需要付出一些小的代價(jià)。
3.15總結(jié)回顧 84
3.16結(jié)尾語(yǔ) 85
如果你覺(jué)得上學(xué)讀書(shū)是受罪，假設(shè)你可以活到80歲，其實(shí)你最多也就吃了20年苦。用人生四分之一的時(shí)間來(lái)?yè)Q取其余時(shí)間的幸福生活，這點(diǎn)苦不算啥。
第4章棧與隊(duì)列 87
4.1開(kāi)場(chǎng)白 88
想想看，在你準(zhǔn)備用槍的時(shí)候，突然這手槍明明有子彈卻打不出來(lái)，這不是要命嗎。
4.2棧的定義 89
類(lèi)似的很多軟件，比如word、photoshop等，都有撤消（undo）的操作，也是用棧這種思想方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
4.2.1棧的定義 89
4.2.2進(jìn)棧出棧變化形式 90
4.3棧的抽象數(shù)據(jù)類(lèi)型 91
4.4棧的順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)及實(shí)現(xiàn) 92
4.4.1棧的順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu) 92
4.4.2棧的順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)進(jìn)棧操作 93
4.4.3棧的順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)出棧操作 94
4.5兩棧共享空間 94
兩個(gè)大學(xué)室友畢業(yè)同時(shí)到北京工作，他們都希望租房時(shí)能找到獨(dú)自住的一室戶或一室一廳，可找來(lái)找去發(fā)現(xiàn)，實(shí)在是承受不起。
4.6棧的鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)及實(shí)現(xiàn) 97
4.6.1棧的鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu) 97
4.6.2棧的鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)進(jìn)棧操作 98
4.6.3棧的鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)出棧操作 99
4.7棧的作用 100
4.8棧的應(yīng)用——遞歸 100
當(dāng)你往鏡子前面一站，鏡子里面就有一個(gè)你的像。但你試過(guò)兩面鏡子一起照嗎？如果a、b兩面鏡子相互面對(duì)面放著，你往中間一站，嘿，兩面鏡子里都有你的千百個(gè)“化身”。
4.8.1斐波那契數(shù)列實(shí)現(xiàn) 101
4.8.2遞歸定義 103
4.9棧的應(yīng)用——四則運(yùn)算表達(dá)式求值 104
4.9.1后綴（逆波蘭）表示法定義 104
4.9.2后綴表達(dá)式計(jì)算結(jié)果 106
4.9.3中綴表達(dá)式轉(zhuǎn)后綴表達(dá)式 108
4.10隊(duì)列的定義 111
電腦有時(shí)會(huì)處于疑似死機(jī)的狀態(tài)。就當(dāng)你失去耐心，打算了reset時(shí)。突然它像酒醒了一樣，把你剛才點(diǎn)擊的所有操作全部都按順序執(zhí)行了一遍。
4.11隊(duì)列的抽象數(shù)據(jù)類(lèi)型 112
4.12循環(huán)隊(duì)列 113
你上了公交車(chē)發(fā)現(xiàn)前排有兩個(gè)空座位，而后排所有座位都已經(jīng)坐滿，你會(huì)怎么做？立馬下車(chē)，并對(duì)自己說(shuō)，后面沒(méi)座了，我等下一輛？沒(méi)這么笨的人，前面有座位，當(dāng)然也是可以坐的。
4.12.1隊(duì)列順序存儲(chǔ)的不足 112
4.12.2循環(huán)隊(duì)列定義 114
4.13隊(duì)列的鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)及實(shí)現(xiàn) 117
4.13.1隊(duì)列鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)入隊(duì)操作118
4.13.2隊(duì)列鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)出隊(duì)操作 119
4.14總結(jié)回顧 120
4.15結(jié)尾語(yǔ) 121
人生，需要有隊(duì)列精神的體現(xiàn)。南極到北極，不過(guò)是南緯90度到北緯90度的隊(duì)列，如果你中途猶豫，臨時(shí)轉(zhuǎn)向，也許你就只能和企鵝相伴永遠(yuǎn)�？墒聦�(shí)上，無(wú)論哪個(gè)方向，只要你堅(jiān)持到底，你都可以到達(dá)終點(diǎn)。
第5章串 123
5.1開(kāi)場(chǎng)白 124
“枯眼望遙山隔水，往來(lái)曾見(jiàn)幾心知？壺空怕酌一杯酒，筆下難成和韻詩(shī)。途路阻人離別久，訊音無(wú)雁寄回遲。孤燈夜守長(zhǎng)寥寂，夫憶妻兮父憶兒。”……可再仔細(xì)一讀發(fā)現(xiàn)，這首詩(shī)竟然可以倒過(guò)來(lái)讀。
5.2串的定義 124
我所提到的“over”、“end”、“lie”其實(shí)就是“lover”、“friend”、“believe”這些單詞字符串的子串。
5.3串的比較 126
5.4串的抽象數(shù)據(jù)類(lèi)型 127
5.5串的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu) 128
感情上發(fā)生了問(wèn)題，為了向女友解釋一下，我準(zhǔn)備發(fā)一條短信，一共打了75個(gè)字。最后八個(gè)字是“我恨你是不可能的”，點(diǎn)發(fā)送。后來(lái)得知對(duì)方收到的，只有70個(gè)字，短信結(jié)尾是“……我恨你”。
5.5.1串的順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu) 129
5.5.2串的鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu) 131
5.6樸素的模式匹配算法 131
主串為s=”00000000000000000000000000000000000000000000000001”，而要匹配的子串為t=”0000000001”，……在匹配時(shí)，每次都得將t中字符循環(huán)到最后一位才發(fā)現(xiàn)，哦，原來(lái)它們是不匹配的。
5.7kmp模式匹配算法 135
很多年前我們的科學(xué)家覺(jué)得像這種有多個(gè)0和1重復(fù)字符的字符串，卻需要挨個(gè)遍歷的算法，是非常糟糕的事情。
5.7.1kmp模式匹配算法原理 135
5.7.2next數(shù)組值推導(dǎo) 139
5.7.3kmp模式匹配算法實(shí)現(xiàn) 141
5.7.4kmp模式匹配算法改進(jìn) 142
5.7.5nextval數(shù)組值推導(dǎo) 144
5.8總結(jié)回顧 146
5.9結(jié)尾語(yǔ) 146
《璇璣圖》共八百四十字，縱橫各二十九字，縱、橫、斜、交互、正、反讀或退一字、迭一字讀均可成詩(shī)，詩(shī)有三、四、五、六、七言不等，目前有人統(tǒng)計(jì)可組成七千九百五十八首詩(shī)。聽(tīng)清楚哦，是7958首。
第6章樹(shù) 149
6.1開(kāi)場(chǎng)白 150
無(wú)論多高多大的樹(shù)，那也是從小到大的，由根到葉，一點(diǎn)點(diǎn)成長(zhǎng)起來(lái)的。俗話說(shuō)十年樹(shù)木，百年樹(shù)人，可一棵大樹(shù)又何止是十年這樣容易。
6.2樹(shù)的定義 150
樹(shù)的定義其實(shí)就是我們?cè)谥v解棧時(shí)提到的遞歸的方法。也就是在樹(shù)的定義之中還用到了樹(shù)的概念，這是比較新的一種定義方法。
6.2.1結(jié)點(diǎn)分類(lèi) 152
6.2.2結(jié)點(diǎn)間關(guān)系 152
6.2.3樹(shù)的其他相關(guān)概念 153
6.3樹(shù)的抽象數(shù)據(jù)類(lèi)型 154
6.4樹(shù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu) 155
6.4.1雙親表示法 155
6.4.2孩子表示法 158
6.4.3孩子兄弟表示法 162
6.5二叉樹(shù)的定義 163
蘇東坡曾說(shuō)：“人有悲歡離合，月有陰晴圓缺，此事古難全”。意思就是完美是理想，不完美才是人生。我們通常舉的例子也都是左高右低、參差不齊的二叉樹(shù)。那是否存在完美的二叉樹(shù)呢？
6.5.1二叉樹(shù)特點(diǎn) 164
6.5.2特殊二叉樹(shù) 166
6.6二叉樹(shù)的性質(zhì) 169
6.6.1二叉樹(shù)性質(zhì)1 169
6.6.2二叉樹(shù)性質(zhì)2 169
6.6.3二叉樹(shù)性質(zhì)3 169
6.6.4二叉樹(shù)性質(zhì)4 170
6.6.5二叉樹(shù)性質(zhì)5 171
6.7二叉樹(shù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu) 172
6.7.1二叉樹(shù)順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu) 172
6.7.2二叉鏈表 173
6.8遍歷二叉樹(shù) 174
你人生的道路上，高考填志愿要面臨哪個(gè)城市、哪所大學(xué)、具體專業(yè)等選擇，由于選擇方式的不同，遍歷的次序就完全不同。
6.8.1二叉樹(shù)遍歷原理 174
6.8.2二叉樹(shù)遍歷方法 175
6.8.3前序遍歷算法 178
6.8.4中序遍歷算法 181
6.8.5后序遍歷算法 184
6.8.6推導(dǎo)遍歷結(jié)果 184
6.9二叉樹(shù)的建立 187
6.10線索二叉樹(shù) 188
我們現(xiàn)在提倡節(jié)約型社會(huì)，一切都應(yīng)該節(jié)約為本。對(duì)待我們的程序當(dāng)然也不例外，能不浪費(fèi)的時(shí)間或空間，都應(yīng)該考慮節(jié)省。
6.10.1線索二叉樹(shù)原理 188
6.10.2線索二叉樹(shù)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn) 191
6.11樹(shù)、森林與二叉樹(shù)的轉(zhuǎn)換 195
有個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)也買(mǎi)了同樣的生產(chǎn)線，老板發(fā)現(xiàn)這個(gè)問(wèn)題后找了個(gè)小工來(lái)說(shuō)：你必須搞定，不然炒你魷魚(yú)。小工很快想出了辦法：他在生產(chǎn)線旁邊放了臺(tái)風(fēng)扇猛吹，空皂盒自然會(huì)被吹走。
6.11.1樹(shù)轉(zhuǎn)換為二叉樹(shù) 196
6.11.2森林轉(zhuǎn)換為二叉樹(shù) 197
6.11.3二叉樹(shù)轉(zhuǎn)換為樹(shù) 197
6.11.4二叉樹(shù)轉(zhuǎn)換為森林 199
6.11.5樹(shù)與森林的遍歷 199
6.12赫夫曼樹(shù)及其應(yīng)用 200
壓縮而不出錯(cuò)是如何做到的呢？簡(jiǎn)單的說(shuō)，就是把我們要壓縮的文本進(jìn)行重新編碼，以達(dá)到減少不必要的空間的技術(shù)。壓縮和解壓縮技術(shù)就是基于赫夫曼的研究之上發(fā)展而來(lái)，我們應(yīng)該記住他。
6.12.1赫夫曼樹(shù) 200
6.12.2赫夫曼樹(shù)定義與原理 203
6.12.3赫夫曼編碼 205
6.13總結(jié)回顧 208
6.14結(jié)尾語(yǔ) 209
人受傷時(shí)會(huì)流下淚水。樹(shù)受傷時(shí)，天將再不會(huì)哭。希望我們的未來(lái)不要僅僅是鋼筋水泥建造的高樓，也要有那郁郁蔥蔥的森林和草地，我們?nèi)祟?lèi)才可能與自然和諧共處。
第7章圖 211
7.1開(kāi)場(chǎng)白 212
如果你不善于規(guī)劃，很有可能就會(huì)出現(xiàn)如玩好新疆后到海南，然后再?zèng)_向黑龍江這樣的荒唐決策。
7.2圖的定義 213
現(xiàn)實(shí)中，人與人之間關(guān)系就非常復(fù)雜，比如我的認(rèn)識(shí)的朋友，可能他們之間也互相認(rèn)識(shí)，這就不是簡(jiǎn)單的一對(duì)一、一對(duì)多的關(guān)系了，那就是我們今天要研究的主題——圖。
7.2.1各種圖定義 214
7.2.2圖的頂點(diǎn)與邊間關(guān)系 217
7.2.3連通圖相關(guān)術(shù)語(yǔ) 219
7.2.4圖的定義與術(shù)語(yǔ)總結(jié) 222
7.3圖的抽象數(shù)據(jù)類(lèi)型 222
7.4圖的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu) 223
因?yàn)槊绹?guó)的黑夜就是中國(guó)的白天，利用互聯(lián)網(wǎng)，他的員工白天上班就可以監(jiān)控到美國(guó)倉(cāng)庫(kù)夜間的實(shí)際情況，如果發(fā)生了像火災(zāi)、偷盜這樣的突發(fā)事件，及時(shí)電話到美國(guó)當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)人員處理
7.4.1鄰接矩陣 224
7.4.2鄰接表 228
7.4.3十字鏈表 232
7.4.4鄰接多重表 234
7.4.5邊集數(shù)組 236
7.5圖的遍歷 237
我有一天早晨準(zhǔn)備出門(mén)，發(fā)現(xiàn)鑰匙不見(jiàn)了。一定是我兒子拿著玩，不知道丟到哪個(gè)犄角旮旯去了，你們說(shuō)，我應(yīng)該如何找？
7.5.1深度優(yōu)先遍歷 238
7.5.2廣度優(yōu)先遍歷 242
7.6最小生成樹(shù) 245
如果你加班加點(diǎn)，沒(méi)日沒(méi)夜設(shè)計(jì)出的結(jié)果是方案一，我想你離被炒魷魚(yú)應(yīng)該是不遠(yuǎn)了（同學(xué)微笑）。因?yàn)檫@個(gè)方案比后兩個(gè)方案一半還多的成本會(huì)讓老板氣暈過(guò)去的。
7.6.1普里姆（prim）算法 247
7.6.2克魯斯卡爾（kruskal）算法 251
7.7最短路徑 257
有人為了省錢(qián)，需路程最短，但換乘站間距離長(zhǎng)等原因并不省時(shí)間；另一些人，他為趕時(shí)間，最大的需求是總時(shí)間要短；還有一類(lèi)人，他們都不想多走路，關(guān)鍵是換乘要少，這樣可以在車(chē)上好好休息一下。
7.7.1迪杰斯特拉（dijkstra）算法 259
7.7.3弗洛伊德（floyd）算法 265
7.8拓?fù)渑判?270
電影制作不可能在人員到位進(jìn)駐場(chǎng)地時(shí)，導(dǎo)演還沒(méi)有找到，也不可能在拍攝過(guò)程中，場(chǎng)地都沒(méi)有。這都會(huì)導(dǎo)致荒謬的結(jié)果。
7.8.1拓?fù)渑判蚪榻B 271
7.8.2拓?fù)渑判蛩惴?272
7.9關(guān)鍵路徑 277
假如造一個(gè)輪子要0.5天、造一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)要3天、造一個(gè)車(chē)底盤(pán)要2天、造一個(gè)外殼要2天，其它零部件2天，全部零部件集中到一處要0.5天，組裝成車(chē)要2天，請(qǐng)問(wèn)，在汽車(chē)廠造一輛車(chē)，最短需要多少天呢？
7.9.1關(guān)鍵路徑算法原理 279
7.9.2關(guān)鍵路徑算法 280
7.10總結(jié)回顧 287
7.11結(jié)尾語(yǔ) 289
世界上最遙遠(yuǎn)的距離，不是牛a與牛c之間狹小空隙，而是你們當(dāng)中，有人在通往牛逼的路上一路狂奔，而有人步入大學(xué)校園就學(xué)會(huì)放棄。
第8章查找 291
8.1開(kāi)場(chǎng)白 292
當(dāng)你精心寫(xiě)了一篇博文或者上傳一組照片到互聯(lián)網(wǎng)上，來(lái)自世界各地的無(wú)數(shù)“蜘蛛”便會(huì)蜂擁而至。所謂蜘蛛就是搜索引擎公司服務(wù)器上軟件，它把互聯(lián)網(wǎng)當(dāng)成了蜘蛛網(wǎng)，沒(méi)日沒(méi)夜的訪問(wèn)上面的各種信息。
8.2查找概論 293
比如網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的新名詞，如“蝸居”、“蟻?zhàn)?rdquo;等，如果需要將它們收錄到漢語(yǔ)詞典中，顯然收錄時(shí)就需要查找它們是否存在，以及找到如果不存在時(shí)應(yīng)該收錄的位置。
8.3順序表查找 295
8.3.1順序表查找算法 296
8.3.2順序表查找優(yōu)化 297
8.4有序表查找 298
我在紙上已經(jīng)寫(xiě)好了一個(gè)100以內(nèi)的正整數(shù)請(qǐng)你猜，問(wèn)幾次可以猜出來(lái)。當(dāng)時(shí)已經(jīng)介紹了如何才可以最快的猜出這個(gè)數(shù)字。我們把這種每次取中間記錄查找的方法叫做折半查找。
8.4.1折半查找 298
8.4.2插值查找 301
8.4.3斐波那契查找 302
8.5線性索引查找 306
我母親年紀(jì)大了，經(jīng)常在家里找不到東西，，于是她用一小本子，記錄了家里所有小東西放置的位置，比如戶口本放在右手床頭柜下面抽屜中，鈔票放在衣……咳，這個(gè)就不提了。
8.5.1稠密索引 307
8.5.2分塊索引 308
8.5.3倒排索引 311
8.6二叉排序樹(shù) 313
后來(lái)老虎來(lái)了，一人拼命地跑，另一人則急中生智，爬到了樹(shù)上。而老虎是不會(huì)爬樹(shù)的，結(jié)果……。爬樹(shù)者改變了跑的思想，這一改變何等重要，撿回了自己的一條命。
8.6.1二叉排序樹(shù)查找操作 316
8.6.2二叉排序樹(shù)插入操作 318
8.6.3二叉排序樹(shù)刪除操作 320
8.6.4二叉排序樹(shù)總結(jié) 327
8.7平衡二叉樹(shù)（avl樹(shù)） 328
平板就是一個(gè)世界，當(dāng)誘惑降臨，人心中的平衡被打破，世界就會(huì)混亂，最后留下的只有孤獨(dú)寂寞失敗。這種單調(diào)的機(jī)械化的社會(huì)，禁不住誘惑的侵蝕，最容易被侵蝕的，恰恰是最空虛的心靈。
8.7.1平衡二叉樹(shù)實(shí)現(xiàn)原理 330
8.7.2平衡二叉樹(shù)實(shí)現(xiàn)算法 334
8.8多路查找樹(shù)（b樹(shù)） 341
要觀察一個(gè)公司是否嚴(yán)謹(jǐn)，看他們?nèi)绾伍_(kāi)會(huì)就知道了。如果開(kāi)會(huì)時(shí)每一個(gè)人都只是帶一張嘴，即興發(fā)言，這肯定是一家不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓尽?
8.8.12-3樹(shù) 343
8.8.22-3-4樹(shù) 348
8.8.3b樹(shù) 349
8.8.4b+樹(shù) 351
8.9散列表查找（哈希表）概述 353
你很想學(xué)太極拳，聽(tīng)說(shuō)學(xué)校有個(gè)叫張三豐的人打得特別好，于是到學(xué)校學(xué)生處找人，工作人員拿出學(xué)生名單，最終告訴你，學(xué)校沒(méi)這個(gè)人，并說(shuō)張三豐幾百年前就已經(jīng)在武當(dāng)山作古了。
8.9.1散列表查找定義 354
8.9.2散列表查找步驟 355
8.10散列函數(shù)的構(gòu)造方法 356
8.10.1直接定址法 357
8.10.2數(shù)字分析法 358
8.10.3平方取中法 359
8.10.4折疊法 359
8.10.5除留余數(shù)法 359
8.10.6隨機(jī)數(shù)法 360
8.11處理散列沖突的方法 360
我們每個(gè)人都希望身體健康，雖然疾病可以預(yù)防，但不可避免，沒(méi)有任何人可以說(shuō)，生下來(lái)到現(xiàn)在沒(méi)有生過(guò)一次病。
8.11.1開(kāi)放定址法 361
8.11.2再散列函數(shù)法 363
8.11.3鏈地址法 363
8.11.4公共溢出區(qū)法 364
8.12散列表查找實(shí)現(xiàn) 365
8.12.1散列表查找算法實(shí)現(xiàn) 365
8.12.2散列表查找性能分析 367
8.13總結(jié)回顧 368
8.14結(jié)尾語(yǔ) 369
如果我是個(gè)喜歡汽車(chē)的人，時(shí)常搜汽車(chē)信息。那么當(dāng)我在搜索框中輸入“甲殼蟲(chóng)”、“美洲虎”等關(guān)鍵詞時(shí)，不要讓動(dòng)物和人物成為搜索的頭條。
第9章排序 373
9.1開(kāi)場(chǎng)白 374
假如我想買(mǎi)一臺(tái)iphone4的手機(jī)，于是上了某電子商務(wù)網(wǎng)站去搜索。可搜索后發(fā)現(xiàn)，有8863個(gè)相關(guān)的物品，如此之多，這叫我如何選擇。我其實(shí)是想買(mǎi)便宜一點(diǎn)的，但是又怕遇到騙子，想找信譽(yù)好的商家，如何做？
9.2排序的基本概念與分類(lèi) 375
比如我們某些大學(xué)為了選拔在主科上更優(yōu)秀的學(xué)生，要求對(duì)所有學(xué)生的所有科目總分倒序排名，并且在同樣總分的情況下將語(yǔ)數(shù)外總分做倒序排名。這就是對(duì)總分和語(yǔ)數(shù)外總分兩個(gè)次關(guān)鍵字的組合排序。
9.2.1排序的穩(wěn)定性 376
9.2.2內(nèi)排序與外排序 377
9.2.3排序用到的結(jié)構(gòu)與函數(shù) 378
9.3冒泡排序 378
無(wú)論你學(xué)習(xí)哪種編程語(yǔ)言，在學(xué)到循環(huán)和數(shù)組時(shí)，通常都會(huì)介紹一種排序算法，而這個(gè)算法一般就是冒泡排序。并不是它的名稱很好聽(tīng)，而是說(shuō)這個(gè)算法的思路最簡(jiǎn)單，最容易理解。
9.3.1最簡(jiǎn)單排序?qū)崿F(xiàn) 379
9.3.2冒泡排序算法 380
9.3.3冒泡排序優(yōu)化 382
9.3.4冒泡排序復(fù)雜度分析 383
9.4簡(jiǎn)單選擇排序 384
還有一種做股票的人，他們很少出手，只是在不斷觀察和判斷，等時(shí)機(jī)一到，果斷買(mǎi)進(jìn)或賣(mài)出。他們因?yàn)槔潇o和沉著，以及交易的次數(shù)少，而最終收益頗豐。
9.4.1簡(jiǎn)單選擇排序算法 384
9.4.2簡(jiǎn)單選擇排序復(fù)雜度分析 385
9.5直接插入排序 386
哪怕你是第一次玩撲克牌，只要認(rèn)識(shí)這些數(shù)字，理牌的方法都是不用教的。將3和4移動(dòng)到5的左側(cè)，再將2移動(dòng)到最左側(cè)，順序就算是理好了。這里，我們的理牌方法，就是直接插入排序法。
9.5.1直接插入排序算法 386
9.5.2直接插入排序復(fù)雜度分析 388
9.6希爾排序 389
不管怎么說(shuō)，希爾排序算法的發(fā)明，使得我們終于突破了慢速排序的時(shí)代（超越了時(shí)間復(fù)雜度為o(n2)），之后，更為高效的排序算法也就相繼出現(xiàn)了。
9.6.1希爾排序原理 391
9.6.2希爾排序算法 391
9.6.3希爾排序復(fù)雜度分析 395
9.7堆排序 396
什么叫堆結(jié)構(gòu)呢？回憶一下我們小時(shí)候，特別是男同學(xué)，基本都玩過(guò)疊羅漢的惡作劇。通常都是先把某個(gè)要整的人按倒在地，然后大家就一擁而上撲了上去……后果？后果當(dāng)然就是一笑了之。
9.7.1堆排序算法 398
9.7.2堆排序復(fù)雜度分析 405
9.8歸并排序 406
即使你是你們班級(jí)第一、甚至年級(jí)第一名，如果你沒(méi)有上分?jǐn)?shù)線，則說(shuō)明你的成績(jī)排不到全省前1萬(wàn)名，你也就基本失去了當(dāng)年上本科的機(jī)會(huì)了。
9.8.1歸并排序算法 407
9.8.2歸并排序復(fù)雜度分析 413
9.8.3非遞歸實(shí)現(xiàn)歸并排序 413
9.9快速排序 417
終于我們的高手要登場(chǎng)了，將來(lái)你工作后，你的老板讓你寫(xiě)個(gè)排序算法，而你會(huì)的算法中竟然沒(méi)有快速排序，我想你還是不要聲張，偷偷去把快速排序算法找來(lái)敲進(jìn)電腦，這樣至少你不至于被大伙兒取笑。
9.9.1快速排序算法 417
9.9.2快速排序復(fù)雜度分析 421
9.9.3快速排序優(yōu)化 422
9.10總結(jié)回顧 428
目前還沒(méi)有十全十美的排序算法，有優(yōu)點(diǎn)就會(huì)有缺點(diǎn)，即使是快速排序法，也只是在整體性能上優(yōu)越，它也存在排序不穩(wěn)定、需要大量輔助空間、對(duì)少量數(shù)據(jù)排序無(wú)優(yōu)勢(shì)等不足。
9.11結(jié)尾語(yǔ) 430
如果你有夢(mèng)想的話，就要去捍衛(wèi)它。當(dāng)別人做不到的時(shí)候，他們就想要告訴你，你也不能。如果你想要些什么，就得去努力爭(zhēng)取。就這樣！
附錄參考文獻(xiàn) 435