全國計(jì)算機(jī)等級(jí)考試二級(jí)公共基礎(chǔ)知識(shí)考綱

1、目錄二級(jí)公共基礎(chǔ)知識(shí)考綱1第一章數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法2第二章程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)19第三章軟件工程基礎(chǔ)23第四章數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)基礎(chǔ)32全國計(jì)算機(jī)等級(jí)考試二級(jí)公共基礎(chǔ)知識(shí)考綱考試內(nèi)容1、 基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法1 .算法的基本概念；算法復(fù)雜度的概念和意義（時(shí)間復(fù)雜度與空間復(fù)雜度）。2 .數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的定義；數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)與存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)；數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的圖形表示；線性結(jié)構(gòu)與非線性結(jié)構(gòu)的概念。3 .線性表的定義；線性表的順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)及其插入與刪除運(yùn)算。4 .棧和隊(duì)列的定義；棧和隊(duì)列的順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)及其基本運(yùn)算。5 .線性單鏈表、雙向鏈表與循環(huán)鏈表的結(jié)構(gòu)及其基本運(yùn)算。6 .樹的基本概念；二叉樹的定義及其存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)；二叉樹的前序、中序和后序遍

2、歷。7 .順序查找與二分法查找算法；基本排序算法（交換類排序，選擇類排序，插入類排序）。2、 程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)1 .程序設(shè)計(jì)方法與風(fēng)格。2 .結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)。3 .面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)方法，對(duì)象，方法，屬性及繼承與多態(tài)性。3、 軟件工程基礎(chǔ)1 .軟件工程基本概念，軟件生命周戎概念，軟件工具與軟件開發(fā)環(huán)境。2 .結(jié)構(gòu)化分析方法，數(shù)據(jù)流圖，數(shù)據(jù)字典，軟件需求規(guī)格說明書。3 .結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法，總體設(shè)計(jì)與詳細(xì)設(shè)計(jì)。4 .軟件測(cè)試的方法，白盒測(cè)試與黑盒測(cè)試，測(cè)試用例設(shè)計(jì)，軟件測(cè)試的實(shí)施，單元測(cè)試、集成測(cè)試和系統(tǒng)測(cè)試。5 .程序的調(diào)試，靜態(tài)調(diào)試與動(dòng)態(tài)調(diào)試。4、 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)基礎(chǔ)1 .數(shù)據(jù)庫的基本概念：數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)

3、庫管理系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。2 .數(shù)據(jù)模型，實(shí)體聯(lián)系模型及E-R圖，從E-R圖導(dǎo)出關(guān)系數(shù)據(jù)模型。3 .關(guān)系代數(shù)運(yùn)算，包括集合運(yùn)算及選擇、投影、連接運(yùn)算，數(shù)據(jù)庫規(guī)范化理論。4 .數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)方法和步驟：需求分析、概念設(shè)計(jì)、邏輯設(shè)計(jì)和物理設(shè)計(jì)的相關(guān)策略?？荚嚪绞焦不A(chǔ)的考試方式為筆試，與C語言（Visua舊ASIC、VisualFoxPro>Java、Access>VisualC+）的筆試部分合為一張?jiān)嚲怼９不A(chǔ)部分占全卷的30分。公共基石知識(shí)有10道選擇題和5道填空題。第一章數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法一、內(nèi)容要點(diǎn)（一）算法1算法的基本概念算法是指解題方案的準(zhǔn)確而完整的描述。即是一組嚴(yán)謹(jǐn)?shù)囟x運(yùn)算順

4、序的規(guī)則，并且每一個(gè)規(guī)則都是有效的，且是明確的，沒有二義性，同時(shí)該規(guī)則將在有限次運(yùn)算后可終止。1）算法的基本特征（1）可行性由于算法的設(shè)計(jì)是為了在某一個(gè)特定的計(jì)算工具上解決某一個(gè)實(shí)際的問題而設(shè)計(jì)的，因此，它總是受到計(jì)算工具的限制，使執(zhí)行產(chǎn)生偏差。如：計(jì)算機(jī)的數(shù)值有效位是有限的，當(dāng)大數(shù)和小數(shù)進(jìn)行運(yùn)算時(shí)，往往會(huì)因?yàn)橛行粩?shù)的影響而使小數(shù)丟失，因此，在算法設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該考慮到這一點(diǎn)。（2）確定性算法的設(shè)計(jì)必須是每一個(gè)步驟都有明確的定義，不允許有模糊的解釋，也不能有多義性。例如，一個(gè)實(shí)際的問題，小寶和萍萍共有12個(gè)蘋果，小寶比萍萍多4個(gè)，請(qǐng)問小寶和萍萍各有幾個(gè)蘋果？這個(gè)問題，我們可以立一個(gè)方程來求解，要

5、求x和y的值，公式是正確的，但如何讓計(jì)算能夠進(jìn)行計(jì)算，我們的算法不能把公式直接輸進(jìn)去，而應(yīng)該設(shè)計(jì)出解題的步驟和過程。即設(shè)計(jì)的算法是計(jì)算工具所能夠正常解決問題的過程。（3）有窮性算法的有窮性，即在一定的時(shí)間是能夠完成的，即算法應(yīng)該在計(jì)算有限個(gè)步驟后能夠正常結(jié)束。例如，在數(shù)學(xué)中的無窮級(jí)數(shù)，在計(jì)算機(jī)中只能求有限項(xiàng)，即計(jì)算的過程是有窮的。（4）擁有足夠的情報(bào)算法的執(zhí)行與輸入的數(shù)據(jù)和提供的初始條件相關(guān)，不同的輸入或初始條件會(huì)有不同的輸出結(jié)果，提供準(zhǔn)確的初始條件和數(shù)據(jù)，才能使算法正確執(zhí)行。2）算法的基本要素一是數(shù)據(jù)對(duì)象的運(yùn)算和操作，二是算法的控制結(jié)構(gòu)。（1）算法中對(duì)數(shù)據(jù)的運(yùn)算和操作算法實(shí)際上是按解題要求從

6、環(huán)境能進(jìn)行的所有操作中選擇合適的操作所組成的一組指令序列。即算法是計(jì)算機(jī)所能夠處理的操作所組成的指令序列。（2）算法的控制結(jié)構(gòu)算法的功能不僅取決于所選用的操作，而且還與各操作之間的順序有關(guān)。在算法中，操作的執(zhí)行順序又稱算法的控制結(jié)構(gòu)，一般的算法控制結(jié)構(gòu)有三種：順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)。在算法描述是，有相關(guān)的工具對(duì)這三種結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述，常用的描述工具有：流程圖、N-S結(jié)構(gòu)圖和算法描述語言等。3）算法設(shè)計(jì)的基本方法為用計(jì)算機(jī)解決實(shí)際問題而設(shè)計(jì)的算法，即是計(jì)算機(jī)算法。通常的算法設(shè)計(jì)有如下幾種：（1）列舉法列舉法的基本思想是，根據(jù)提出的問題，列舉出所有可能的情況，并用問題中給定的條件檢驗(yàn)?zāi)男┦菨M足條

7、件的，哪些是不滿足條件的。列舉法通常用于解決“是否存在”或“有哪些可能”等問題。例如，我國古代的趣味數(shù)學(xué)題：“百錢買百雞”、“雞兔同籠”等，均可采用列舉法進(jìn)行解決。使用列舉法時(shí)，要對(duì)問題進(jìn)行詳細(xì)的分析，將與問題有關(guān)的知識(shí)條理化、完備化、系統(tǒng)化，從中找出規(guī)律。（2）歸納法歸納法的基本思想是，通過列舉少量的特殊情況，經(jīng)過分析，最后找出一般的關(guān)系。歸納是一種抽象，即從特殊現(xiàn)象中找出一般規(guī)律。但由于在歸納法中不可能對(duì)所有的情況進(jìn)行列舉，因此，該方法得到的結(jié)論只是一種猜測(cè)，還需要進(jìn)行證明。（3）遞推遞推，即是從已知的初始條件出發(fā)，逐次推出所要求的各個(gè)中間環(huán)節(jié)和最后結(jié)果。其中初始條件或問題本身已經(jīng)給定，或

8、是通過對(duì)問題的分析與化簡而確定。遞推的本質(zhì)也是一種歸納，遞推關(guān)系式通常是歸納的結(jié)果。例如，裴波那契數(shù)列，是采用遞推的方法解決問題的。（4）遞歸在解決一些復(fù)雜問題時(shí)，為了降低問題的復(fù)雜程序，通常是將問題逐層分解，最后歸結(jié)為一些最簡單的問題。這種將問題逐層分解的過程，并沒有對(duì)問題進(jìn)行求解，而只是當(dāng)解決了最后的問題那些最簡單的問題后，再沿著原來分解的逆過程逐步進(jìn)行綜合，這就是遞歸的方法。遞歸分為直接遞歸和間接遞歸兩種方法。如果一個(gè)算法直接調(diào)用自己，稱為直接遞歸調(diào)用；如果一個(gè)算法A調(diào)用另一個(gè)算法B，而算法B又調(diào)用算法A，則此種遞歸稱為間接遞歸調(diào)用。（5）減半遞推技術(shù)減半遞推即將問題的規(guī)模減半，然后，重

9、復(fù)相同的遞推操作。例如，一元二次方程的求解。（6）回溯法有些實(shí)際的問題很難歸納出一組簡單的遞推公式或直觀的求解步驟，也不能使用無限的列舉。對(duì)于這類問題，只能采用試探的方法，通過對(duì)問題的分析，找出解決問題的線索，然后沿著這個(gè)線索進(jìn)行試探，如果試探成功，就得到問題的解，如果不成功，再逐步回退，換別的路線進(jìn)行試探。這種方法，即稱為回溯法。如人工智能中的機(jī)器人下棋。2算法復(fù)雜度算法的復(fù)雜度包括時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。1）時(shí)間復(fù)雜度即實(shí)現(xiàn)該算法需要的計(jì)算工作量。算法的工作量用算法所執(zhí)行的基本運(yùn)算次數(shù)來計(jì)算。同一個(gè)問題規(guī)模下，如果算法執(zhí)行所需要的基本次數(shù)取決于某一特定輸入時(shí)，可以用以下兩種方法來分析算法的

10、工作量：算法工作量=f（n）（1）平均性態(tài)用各種特定輸入下的基本運(yùn)算次數(shù)的加權(quán)平均值來度量算法的工作量。設(shè)x是某個(gè)可能輸入中的某個(gè)特定輸入，p（x）是x出現(xiàn)的概率，t（x）是算法在輸入為x時(shí)所執(zhí)行的基本運(yùn)算次數(shù)，則算法的平均性態(tài)定義為：Dn表示當(dāng)規(guī)模為n時(shí)，算法執(zhí)行時(shí)所有可能輸入的集合。（2）最壞情況復(fù)雜度指在規(guī)模為n時(shí)，算法所執(zhí)行的基本運(yùn)算的最大次數(shù)。它定義為：x。例如，在具有n個(gè)元素的數(shù)列中搜索一個(gè)數(shù)平均性態(tài)：即該數(shù)在數(shù)列中任何位置出現(xiàn)的數(shù)列是相同的，也有可能不存在，存在的概率為q。如果有一半的機(jī)會(huì)存在，則概率q為1/2,平均性態(tài)：如果查找的元素一定在數(shù)列中，則每個(gè)數(shù)存在的概率即為1,則平

11、均性態(tài)為：最壞情況分析：即要查找的元素X在數(shù)列的最后或不在數(shù)列中，顯然，它的最壞情況復(fù)雜度為：2）算法的空間復(fù)雜度指要執(zhí)行該算法所需要的內(nèi)存空間。算法所占用的內(nèi)存空間包括算法程序所占的空間、輸入的初始數(shù)據(jù)所占的存儲(chǔ)空間以及算法執(zhí)行過程中所需要的額外空間，如執(zhí)行過程中工作單元以及某種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)所需要的附加存儲(chǔ)空間等。（二）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本概念1 .概念數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是指相互有關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)元素的集合。它包括以下兩個(gè)方面：表示數(shù)據(jù)元素的信息表示各數(shù)據(jù)之間的前后件關(guān)系1）數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)是指反映數(shù)據(jù)元素之間的邏輯關(guān)系的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)有兩個(gè)要素：數(shù)據(jù)元素的集合，記作D數(shù)據(jù)之間的前后彳關(guān)系，記作R則數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)B

12、=（D,R）2）數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)空間中的存放形式稱為數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，或數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)。即數(shù)據(jù)存儲(chǔ)時(shí)，不僅要存放數(shù)據(jù)元素的信息，而且要存儲(chǔ)數(shù)據(jù)元素之間的前后件關(guān)系的信息。通常的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)有順序、鏈接、索引等存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。2 .數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的圖形表示數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的圖形表示有兩個(gè)元素：中間標(biāo)有元素值的方框表示數(shù)據(jù)元素，稱為數(shù)據(jù)結(jié)點(diǎn)用有向線段表示數(shù)據(jù)元素之間的前后件關(guān)系，即有向線段從前件結(jié)點(diǎn)指向后件結(jié)點(diǎn)注意：在結(jié)構(gòu)圖中，沒有前件的結(jié)點(diǎn)稱為根結(jié)點(diǎn)，沒有后件的結(jié)點(diǎn)稱為終端結(jié)點(diǎn)，也稱葉子結(jié)點(diǎn)。3 .線性結(jié)構(gòu)與非線性結(jié)構(gòu)如果一個(gè)數(shù)據(jù)元素都沒有，該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)稱為空數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；在空數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中插入一個(gè)新的

13、元素后數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)變?yōu)榉强諗?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；將數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的所有元素均刪除，則該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)變成空數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。如果一個(gè)非空的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)滿足如下條件，則該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為線性結(jié)構(gòu)：有且只有一個(gè)根結(jié)點(diǎn)每一個(gè)結(jié)點(diǎn)最多只有一個(gè)前件，也最多只有一個(gè)后件線性結(jié)構(gòu)又稱線性表。注意：在線性結(jié)構(gòu)表中插入或刪除元素，該線性表仍然應(yīng)滿足線性結(jié)構(gòu)。如果一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不滿足線性結(jié)構(gòu)，則稱為非線性結(jié)構(gòu)。（三）線性表及其順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)1 .基本概念線性表是最常用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它由一組數(shù)據(jù)元素組成。注意：這里的數(shù)據(jù)元素是一個(gè)廣義的數(shù)據(jù)元素，并不僅僅是指一個(gè)數(shù)據(jù)。如，矩陣、學(xué)生記錄表等。非空線性表的結(jié)構(gòu)特征：有且只有一個(gè)根結(jié)點(diǎn)，它無前件有且只有一個(gè)終端結(jié)點(diǎn)，它

14、無后件除根結(jié)點(diǎn)和終端結(jié)點(diǎn)之外，所有的結(jié)點(diǎn)有且只有一個(gè)前件和一個(gè)后件。線性表中結(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)稱為結(jié)點(diǎn)的長度no當(dāng)n=0時(shí)，稱為空表。2 .順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)：線性表中所有的元素所占的存儲(chǔ)空間是連續(xù)的線性表中各數(shù)據(jù)元素在存儲(chǔ)空間中是按邏輯順序依次存放的通常，順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中，線性表中每一個(gè)數(shù)據(jù)元素在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)空間中的存儲(chǔ)地址由該元素在線性表中的位置序號(hào)唯一確定。線性表的順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)下的基本運(yùn)算：在指定位置插入一個(gè)元素刪除線性表中的指定元素查找某個(gè)或某些特定的元素線性表的排序按要求將一個(gè)線性表拆分為多個(gè)線性表將多個(gè)線性表合并為一個(gè)線性表復(fù)制線性表逆轉(zhuǎn)一個(gè)線性表3 .線性表的基本操作1)順序表的

15、插入運(yùn)算在順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的線性表中插入一個(gè)元素。注意：找到插入位置后，將插入位置開始的所有元素從最后一個(gè)元素開始順序后移。另外，在定義線性表時(shí)，一定要定義足夠的空間，否則，將不允許插入元素。2)順序表的刪除運(yùn)算在順序在存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的線性表中刪除一個(gè)元素。注意：找到刪除的數(shù)據(jù)元素后，從該元素位置開始，將后面的元素一一向前移動(dòng)，在移動(dòng)完成后，線性表的長度減1(四)棧和隊(duì)列1.棧及其基本運(yùn)算1)棧棧是一種特殊的線性表，它是限定在一端進(jìn)行插入和刪除的線性表。它的插入和刪除只能在表的一端進(jìn)行，而另一端是封閉的，不允許進(jìn)行插入和刪除操作。在棧中，允許插入和刪除操作一端稱為棧頂，不允許插入和刪除操作的一端則稱為棧

16、底。棧頂?shù)脑乜偸亲詈蟊徊迦氲脑?，也是最先被刪除的元素。它遵循的原則是：先進(jìn)后出或后進(jìn)先出。堆棧指針總是指向棧頂元素的。2)棧的順序存儲(chǔ)及其運(yùn)算在棧的順序存儲(chǔ)空間S(1:m)中，S(bottom)通常為棧底元素，S(top)為棧頂元素。Top=0表示?？眨籺op=m表示棧滿。1）入棧運(yùn)算即在棧的頂部插入一個(gè)新元素。操作方式是：將棧頂指針加1，再將元素插入至指針?biāo)傅奈恢谩?）退棧運(yùn)算退棧運(yùn)算即將棧頂元素取出并賦給一個(gè)指定的變量。操作方式是：先將棧頂元素賦給指定的變量，再將棧頂指針減1。3）讀棧頂元素將棧頂元素賦給某一指定變量，但棧頂指針不變。2隊(duì)列及其基本運(yùn)算1）隊(duì)列隊(duì)列即是允許在一端進(jìn)行插

17、入，而在另一端進(jìn)行刪除的線性表。允許插入的一端稱為隊(duì)尾，通常用一個(gè)尾指針指向隊(duì)尾；允許刪除的一端稱為隊(duì)首，通常用一個(gè)隊(duì)首指針指向排隊(duì)元素的前一個(gè)位置。隊(duì)列遵循的規(guī)則是：先進(jìn)先出或后進(jìn)后出2）循環(huán)隊(duì)列及其運(yùn)算隊(duì)列的順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)一般采用循環(huán)隊(duì)列的形式。循環(huán)隊(duì)列，即是次隊(duì)列存儲(chǔ)空間的最后一個(gè)位置繞到第一個(gè)位置，形成邏輯上的環(huán)狀空間，供隊(duì)列循環(huán)使用。在循環(huán)隊(duì)列中，用隊(duì)尾指針rear指向隊(duì)列中的隊(duì)尾元素，用排頭指針front指向排頭元素的前一個(gè)位置，因此，從排頭指針front指向的后一個(gè)位置到隊(duì)尾指針rear指向的位置之間所有的元素均為隊(duì)列中的元素。循環(huán)隊(duì)列的初始狀態(tài)為空，即rear=front=m。這

18、里m即為隊(duì)列的存儲(chǔ)空間。循環(huán)隊(duì)列的基本運(yùn)算：入隊(duì)運(yùn)算和退隊(duì)運(yùn)算。入隊(duì)運(yùn)算：每進(jìn)行一次入隊(duì)運(yùn)算，隊(duì)尾指針加1。當(dāng)隊(duì)尾指針rear=m+1時(shí)，即表示隊(duì)列空間的尾部已經(jīng)放置了元素，則下一個(gè)元素應(yīng)該旋轉(zhuǎn)到隊(duì)列空間的首部，即rear=1退隊(duì)運(yùn)算：每退隊(duì)一個(gè)元素，排頭指針加1。當(dāng)排頭指針front=m+1時(shí)，即排頭指針指向隊(duì)列空間的尾部，退隊(duì)后，排頭指針指向隊(duì)列空間的開始，即front=1。在隊(duì)列操作時(shí)，循環(huán)隊(duì)列滿時(shí)，front=rear，隊(duì)列空時(shí)，也有rear=front，即在隊(duì)列空或滿時(shí)，排頭指針和隊(duì)尾指針均指向同一個(gè)位置。要判斷隊(duì)列空或滿時(shí)，還應(yīng)增加一個(gè)標(biāo)志，s值的定義：判斷隊(duì)列空與隊(duì)列滿的條件下：

19、隊(duì)列空的條件：s=0隊(duì)列滿的條件：s=1、front=rear（1）入隊(duì)運(yùn)算即在隊(duì)尾加入一個(gè)新元素。這個(gè)運(yùn)算有兩個(gè)基本操作：首先，將隊(duì)尾指針加1，即rear=rear+1，當(dāng)rear=m+1時(shí)，置rear=1,然后，將新元素插入到隊(duì)尾指針指向的位置。當(dāng)循環(huán)隊(duì)列非空（s=1），且front=rear時(shí)，隊(duì)列滿，不能進(jìn)行入隊(duì)操作。此情況稱“上溢”。（2）退隊(duì)操作即將隊(duì)首的元素賦給一個(gè)指定的變量。該運(yùn)算也有兩個(gè)基本操作：首先，將排頭指針加1，即front=front+1，當(dāng)front=m+1時(shí)，置front=1，然后，將排頭指針指向的元素賦給指定的變量。當(dāng)循環(huán)隊(duì)列為空（s=0）時(shí)，不能進(jìn)行退隊(duì)運(yùn)算。

20、此種情況稱為“下溢”。（五）線性鏈表1 .基本概念前面的線性表均是采用順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)及在順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)下的運(yùn)算。1）順序存儲(chǔ)的優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單運(yùn)算方便2）順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)：要在順序存儲(chǔ)的線性表中插入一個(gè)新元素或刪除一個(gè)元素時(shí)，為了保證插入或刪除后的線性表仍然為順序存儲(chǔ)。在插入或刪除元素時(shí)，需要移動(dòng)大量的數(shù)據(jù)元素，因此運(yùn)算效率較低。如果一個(gè)線性表分配順序存儲(chǔ)空間后，如果出現(xiàn)線性表的存儲(chǔ)空間已滿，但還需要插入元素時(shí)，會(huì)發(fā)生“上溢”錯(cuò)誤。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，可能有多個(gè)線性表同時(shí)使用存儲(chǔ)空間，這樣給存儲(chǔ)空間的分配帶來問題，有可能使有的隊(duì)列空間不夠或過多造成浪費(fèi)?；谏鲜銮闆r，對(duì)于大的線性表或元素變動(dòng)頻繁的大線性

21、表不宜采用順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，而應(yīng)采用鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)。3）鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)假設(shè)每一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)一個(gè)存儲(chǔ)單元，該存儲(chǔ)單元稱為存儲(chǔ)結(jié)點(diǎn)，簡稱結(jié)點(diǎn)。在鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)方式中，要求每一個(gè)結(jié)點(diǎn)由兩部分組成：一部分用于存放數(shù)據(jù)元素，你為數(shù)據(jù)域；另一部分用于存放指針，稱為指針域。該指針用于指向該結(jié)點(diǎn)的前一個(gè)或后一個(gè)結(jié)點(diǎn)。在鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)中，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)空間可以不連續(xù)，各數(shù)據(jù)結(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)順序與數(shù)據(jù)元素之間的邏輯關(guān)系不一致，而數(shù)據(jù)元素之間的邏輯關(guān)系是由指針域來確定的。鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)既可以用于線性結(jié)構(gòu)，也可用于非線性結(jié)構(gòu)。4）線性鏈表線性表的鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)稱為線性鏈表。將存儲(chǔ)空間劃分成若干的小塊，每塊占用若干個(gè)字節(jié)，這些小塊稱為存儲(chǔ)

22、結(jié)點(diǎn)。將存儲(chǔ)結(jié)點(diǎn)分為兩個(gè)部分，一部分用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)元素的值，稱為數(shù)據(jù)域；另一部分用于存儲(chǔ)元素之間的前后件關(guān)系，即存放下一個(gè)元素在存儲(chǔ)序號(hào)（即存儲(chǔ)地址），即指向后件結(jié)點(diǎn)，稱為指針域。在線性鏈表中用一個(gè)專門的指針HEAD指向線性鏈表中第一個(gè)數(shù)據(jù)元素的結(jié)點(diǎn)（即存放第一個(gè)元素的地址）。線性表中最后一個(gè)元素沒有后件，因此，線性鏈表中的最后一個(gè)結(jié)點(diǎn)的指針域?yàn)榭眨ㄓ肗ull或。表示），表示鏈終結(jié)。在線性鏈表中，各元素的存儲(chǔ)序號(hào)是不連續(xù)的，元素間的前后件關(guān)系與位置關(guān)系也是不一致的。在線性鏈表中，前后件的關(guān)系依靠各結(jié)點(diǎn)的指針來指示，指向表的第一個(gè)元素的指針HEAD稱為頭指針，當(dāng)HEAD=NULL時(shí)，表示該鏈表為空

23、。對(duì)于線性鏈表，可以從頭指針開始，沿著各結(jié)點(diǎn)的指針掃描到鏈表中的所有結(jié)點(diǎn)。這種線性鏈表稱為線性單鏈表，即可以從表頭開始向后掃描鏈表中的所有結(jié)點(diǎn)，而不能從中間或表尾結(jié)點(diǎn)向前掃描位于該結(jié)點(diǎn)之前的元素。這種鏈表結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是不能任意地對(duì)鏈表中的元素按下同的方向進(jìn)行掃描。在某些應(yīng)用時(shí)，如果對(duì)鏈表中的元素設(shè)置兩個(gè)指針域，一個(gè)為指向前件的指針域，稱為左指針（LLink）,一個(gè)為指向后件的指針域，稱為右指針（RLink）。則這種鏈表是雙向鏈表。5）帶鏈的棧帶鏈的棧即是用來收集計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)空間中的所有空閑的存儲(chǔ)結(jié)點(diǎn)，這種帶鏈的棧稱為可利用棧。當(dāng)需要存儲(chǔ)結(jié)點(diǎn)時(shí)，即從可利用的棧的頂部取出棧頂結(jié)點(diǎn)；當(dāng)系統(tǒng)要釋放一個(gè)存儲(chǔ)

24、結(jié)點(diǎn)時(shí)，將該結(jié)點(diǎn)空間放回到可利用棧的棧頂。即在計(jì)算機(jī)中所有空閑的空間，均可以以結(jié)點(diǎn)的方式鏈接到可利用棧中，隨著其他線性鏈表中結(jié)點(diǎn)的插入與刪除，可利用棧處于動(dòng)態(tài)變化之中，即可利用棧經(jīng)常要進(jìn)行退棧和入棧操作。6)帶鏈的隊(duì)列隊(duì)列也是線性表，也可利用鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)來進(jìn)行保存。2 .線性鏈表的基本運(yùn)算線性鏈表包括的基本運(yùn)算：在鏈表中包含指定元素的結(jié)點(diǎn)之前插入一個(gè)新元素在鏈表中刪除包含指定元素的結(jié)點(diǎn)將兩個(gè)線性鏈表按要求合并成一個(gè)線性鏈表將一個(gè)線性鏈表按要求進(jìn)行分解逆轉(zhuǎn)線性鏈表復(fù)制線性鏈表線性鏈表的排序線性鏈表的查找1)線性鏈表中查找指定的元素在線性鏈表中查找元素X:從頭指針指向的結(jié)點(diǎn)開始往后沿指針進(jìn)行掃描，

25、直到后面已沒有結(jié)點(diǎn)或下一個(gè)結(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)域?yàn)閄為止。元素的查找，經(jīng)常是為了進(jìn)行插入或刪除操作而進(jìn)行的，因此，在查找時(shí)，往往是需要記錄下該結(jié)點(diǎn)的前一個(gè)結(jié)點(diǎn)。2)線性鏈表的插入線性鏈表的插入即在鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)的線性表中插入一個(gè)新元素。在線性鏈表中包含元素x的結(jié)點(diǎn)之前插入新元素b,插入過程：(1)從可利用棧中取得一個(gè)結(jié)點(diǎn)，設(shè)該結(jié)點(diǎn)號(hào)為p,即取得的結(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)序號(hào)存放在變量p中。并置結(jié)點(diǎn)p的數(shù)據(jù)域?yàn)椴迦氲脑刂礲o(2)在線性鏈表中尋找包含元素x的前一個(gè)結(jié)點(diǎn)，該結(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)序號(hào)為q。(3)將結(jié)點(diǎn)p插入到結(jié)點(diǎn)q之后。具體的操作：首先，使結(jié)點(diǎn)p插入到結(jié)點(diǎn)q之后(即結(jié)點(diǎn)q的后件結(jié)點(diǎn))，然后，使結(jié)點(diǎn)q的指針域內(nèi)容改為指

26、向結(jié)點(diǎn)p。線性鏈表的插入操作，新結(jié)點(diǎn)是為來自于可利用棧，因此不會(huì)造成線性表的溢出。同樣，由于可利用?？杀欢鄠€(gè)線性表利用，因此，不會(huì)造成存儲(chǔ)空間的浪費(fèi)，大家動(dòng)態(tài)地共同使用存儲(chǔ)空間。3)線性鏈表的刪除線性鏈表的刪除，即是在鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)下的線性表中刪除指定元素的結(jié)點(diǎn)。操作方式：(1)在線性表中找到包含指定元素x的前一個(gè)結(jié)點(diǎn)p(2)將該結(jié)點(diǎn)p后的包含元素x的結(jié)點(diǎn)從線性鏈表中刪除，然后將被刪除結(jié)點(diǎn)的后一個(gè)結(jié)點(diǎn)q的地址提供給結(jié)點(diǎn)p的指針域，即將結(jié)點(diǎn)p指向結(jié)點(diǎn)q。(3)將刪除的結(jié)點(diǎn)送回可利用棧。從以上的刪除操作可見，刪除一個(gè)指定的元素，不需要移動(dòng)其他的元素即可實(shí)現(xiàn)，這是順序存儲(chǔ)的線性表所不能實(shí)現(xiàn)的。同時(shí)，此

27、操作還可更有效地利用計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)空間。3 .循環(huán)鏈表及其基本操作在線性鏈表中，雖然對(duì)數(shù)據(jù)元素的插入和刪除操作比較簡單，但由于它對(duì)第一個(gè)結(jié)點(diǎn)和空表需要單獨(dú)處理，使得空表與非空表的處理不一致。循環(huán)鏈表，即是采用另一種鏈接方式，它的特點(diǎn)如下：(1)在循環(huán)鏈表中增加一個(gè)表頭結(jié)點(diǎn)，其數(shù)據(jù)域?yàn)槿我饣蚋鶕?jù)需要來設(shè)置，指針域指向線性表的第一個(gè)元素的結(jié)點(diǎn)。循環(huán)鏈表的頭指針指向表頭結(jié)點(diǎn)。(2)循環(huán)鏈表中最后一個(gè)結(jié)點(diǎn)的指針域不是空的，而是指向表頭結(jié)點(diǎn)。在循環(huán)鏈表中，所有結(jié)點(diǎn)的指針構(gòu)成一個(gè)環(huán)狀鏈。在循環(huán)鏈表中，只要指出表中任何一個(gè)結(jié)點(diǎn)的位置，均可以從它開始掃描到所有的結(jié)點(diǎn)，而線性鏈表做不到，線性鏈表是一種單向的鏈表，

28、只能按照指針的方向進(jìn)行掃描。循環(huán)鏈表中設(shè)置了一個(gè)表頭結(jié)點(diǎn)，因此，在任何時(shí)候都至少有一個(gè)結(jié)點(diǎn)，因此空表與非空表的運(yùn)算相統(tǒng)一。(六)樹與二叉樹1.樹的基本概念樹是一種簡單的非線性結(jié)構(gòu)。在樹結(jié)構(gòu)中，數(shù)據(jù)元素之間有著明顯的層次結(jié)構(gòu)。在樹的圖形表示中，用直線連接兩端的結(jié)點(diǎn)，上端點(diǎn)為前件，下端點(diǎn)為后件。在樹結(jié)構(gòu)中，每一個(gè)結(jié)點(diǎn)只有一個(gè)前件，稱為父結(jié)點(diǎn)。如A即為結(jié)點(diǎn)B、C、D的父結(jié)點(diǎn)。沒有父結(jié)點(diǎn)的結(jié)點(diǎn)只有一個(gè)，稱為根結(jié)點(diǎn)。如上圖所示，結(jié)點(diǎn)A即為根結(jié)點(diǎn)。每一個(gè)結(jié)點(diǎn)可以有多個(gè)后件，它們均稱為該結(jié)點(diǎn)的子結(jié)點(diǎn)。如結(jié)點(diǎn)G、H、I是結(jié)點(diǎn)D的子結(jié)點(diǎn)。沒有后件的結(jié)點(diǎn)，稱為葉子結(jié)點(diǎn)。上圖中，葉子結(jié)點(diǎn)有：J、M、N、L、C、G、

29、H、I。在樹結(jié)構(gòu)中，一個(gè)結(jié)點(diǎn)所擁有的后件結(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)稱為該結(jié)點(diǎn)的度。例如，結(jié)點(diǎn)D的度為3,結(jié)點(diǎn)E的度為1等，按此原則，所有葉子結(jié)點(diǎn)的度均為0。在樹中，所有結(jié)點(diǎn)中最大的度稱為該樹的度。上圖所示的樹中，所有結(jié)點(diǎn)中最大的度是3,所以該樹的度為3。樹分層，根結(jié)點(diǎn)為第一層，往下依次類推。同一層結(jié)點(diǎn)的所有子結(jié)點(diǎn)均在下一層。如上圖：A結(jié)點(diǎn)在第1層，B、C、D結(jié)點(diǎn)在第2層；E、F、G、H、I在第3層；J、K、L在第4層；M、N在第5層。樹的最大層次稱為樹的深度。上圖樹的深度為5。在樹中，某結(jié)點(diǎn)的一個(gè)子結(jié)點(diǎn)為根構(gòu)成的樹稱作該結(jié)點(diǎn)的子樹。葉子結(jié)點(diǎn)沒有子樹。在計(jì)算機(jī)中，可以用樹來表示算術(shù)表達(dá)式。原則如下：(1)表達(dá)式中

30、每一個(gè)運(yùn)算符在樹中對(duì)應(yīng)一個(gè)結(jié)點(diǎn)，稱為運(yùn)算符結(jié)點(diǎn)(2)運(yùn)算符的每一個(gè)運(yùn)算對(duì)象在樹中為該運(yùn)算符結(jié)點(diǎn)的子樹(在樹中的順序?yàn)閺淖蟮接?(3)運(yùn)算對(duì)象中的單變量均為葉子結(jié)點(diǎn)樹在計(jì)算機(jī)中用多重鏈表表示。多重鏈表中的每個(gè)結(jié)點(diǎn)描述了樹中對(duì)應(yīng)結(jié)點(diǎn)的信息，而每個(gè)結(jié)點(diǎn)中的鏈域(即指針域)個(gè)數(shù)將隨著樹中該結(jié)點(diǎn)的度而定義。如果在樹中，每一個(gè)結(jié)點(diǎn)的子結(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)不相同，因此在多重鏈中各結(jié)點(diǎn)的鏈域個(gè)數(shù)也不相同，會(huì)導(dǎo)致算法太復(fù)雜。因此，在樹中，常采用定長結(jié)點(diǎn)來表示樹中的每一個(gè)結(jié)點(diǎn)，即取樹的度作為每個(gè)結(jié)點(diǎn)的鏈域的個(gè)數(shù)。這樣，管理相對(duì)簡化了，但會(huì)造成空間的浪費(fèi)，因?yàn)橛性S多的結(jié)點(diǎn)存在空鏈域。2.二叉樹及其基本性質(zhì)1)二叉樹的定義二叉

31、樹的特點(diǎn)：非空二叉樹只有一個(gè)根結(jié)點(diǎn)每一個(gè)結(jié)點(diǎn)最多只有兩個(gè)子結(jié)點(diǎn)，且結(jié)點(diǎn)分左右。則一個(gè)結(jié)點(diǎn)最多可以有兩棵子樹，分別稱為左子樹和右子樹在二叉樹中，每一個(gè)結(jié)點(diǎn)的度最大為2,即二叉樹的度為2。在二叉樹中，任何的子樹也均為二叉樹。在二叉樹中，每一個(gè)結(jié)點(diǎn)的子樹被分為左子樹和右子樹。在二叉樹中，允許某一個(gè)結(jié)點(diǎn)只有左子樹或只有右子樹。如果一個(gè)結(jié)點(diǎn)既沒有左子樹，也沒有右子樹，則該結(jié)點(diǎn)為葉子結(jié)點(diǎn)。2)二叉樹的性質(zhì)性質(zhì)1：在二叉樹的第k層上，最多有2k-1(k>1)個(gè)結(jié)點(diǎn)。性質(zhì)2：深度為m的二叉樹最多有2m-1個(gè)結(jié)點(diǎn)。性質(zhì)3：在任意一棵二叉樹中，度為0的結(jié)點(diǎn)(即葉子結(jié)點(diǎn))總比度為2的結(jié)點(diǎn)多一個(gè)。性質(zhì)4：具有n

32、個(gè)結(jié)點(diǎn)的二叉樹，其深度至少為log2n+1，其中l(wèi)og2n表示log2n的整數(shù)部分。3)滿二叉樹與完全二叉樹(1)滿二叉樹滿二叉樹的特點(diǎn)：除最后一層外，每一層上的所有結(jié)點(diǎn)都有兩個(gè)子結(jié)點(diǎn)。即在滿二叉樹中，每一層上的結(jié)點(diǎn)數(shù)都達(dá)到最大值，即在滿二叉樹上的第k層上有2k-1個(gè)結(jié)點(diǎn)。如下即為一棵滿二叉樹。(2)完全二叉樹特點(diǎn)：除最后一層外，每一層上的結(jié)點(diǎn)數(shù)均達(dá)到最大值，在最后一層上只缺少右邊的若干個(gè)結(jié)點(diǎn)。即如果從根結(jié)點(diǎn)開始，對(duì)二叉樹的結(jié)點(diǎn)自上而下、自左而右用自然數(shù)進(jìn)行連續(xù)編號(hào)，則深度為m、且有n個(gè)結(jié)點(diǎn)的二叉樹，當(dāng)且僅當(dāng)其每一個(gè)結(jié)點(diǎn)都與深度為m的滿二叉樹中編號(hào)從1 到n的結(jié)點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)，則是完全二叉樹。對(duì)于

33、完全二叉樹，葉子結(jié)點(diǎn)只能在層次最大的兩層中出現(xiàn)；對(duì)于任何一個(gè)結(jié)點(diǎn)，若其右分支下的子樹結(jié)點(diǎn)的最大層次為p，則其分支下的子孫結(jié)點(diǎn)的最大層次為p或p+1。完全二叉樹具有的性質(zhì)：性質(zhì)5：具有n個(gè)結(jié)點(diǎn)的完全二叉樹的深度為log2n+1性質(zhì)6：設(shè)完全二叉樹共有n個(gè)結(jié)點(diǎn)。如果從根結(jié)點(diǎn)開始，按層次(每一層從左到右)用自然數(shù)1、2、n給結(jié)點(diǎn)編號(hào)，對(duì)于編號(hào)為k(k=1,2,n)的結(jié)點(diǎn)有如下結(jié)論：若k=1，則該結(jié)點(diǎn)為根結(jié)點(diǎn)，它沒有父結(jié)點(diǎn)；若k>1，則該結(jié)點(diǎn)的父結(jié)點(diǎn)編號(hào)為INT(k/2)。若2kwn,則編號(hào)為k的結(jié)點(diǎn)的左子結(jié)點(diǎn)編號(hào)為2k;否則該結(jié)點(diǎn)無左子結(jié)點(diǎn)(當(dāng)然也沒有右子結(jié)點(diǎn))若2k+1<n,則編號(hào)為k

34、的結(jié)點(diǎn)的右子結(jié)點(diǎn)編號(hào)為2k+1;否則該結(jié)點(diǎn)無右子結(jié)點(diǎn)。3二叉樹的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)二叉樹的存儲(chǔ)常采用鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)。存儲(chǔ)二叉樹中各元素的存儲(chǔ)結(jié)點(diǎn)由兩個(gè)部分組成：數(shù)據(jù)域和指針域。在二叉樹中，由于每個(gè)結(jié)點(diǎn)可有兩個(gè)子結(jié)點(diǎn)，則它的指針域有兩個(gè)：一個(gè)用于存儲(chǔ)該結(jié)點(diǎn)的左子結(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)地址，即稱為左指針域；一個(gè)用于存儲(chǔ)指向該結(jié)點(diǎn)的右子結(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)地址，稱為右指針域。存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)如下：LchildValueRchildiL(i)V(i)R(i)即二叉樹的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中每一個(gè)存儲(chǔ)結(jié)點(diǎn)都有兩個(gè)指針域，因此，二叉樹的鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)也稱為二叉樹的鏈表。在二叉樹在存儲(chǔ)中，用一個(gè)頭指針指向二叉樹的根結(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)地址。如圖所示的二叉樹：如果我們將該二

35、叉樹的所有結(jié)點(diǎn)順序編號(hào)，順序存放在存儲(chǔ)空間里，則它們?cè)趦?nèi)存空間中的存放方式是：iL(i)V(i)R(i)BT12A324B536c748D9510E11612F13714G15816H179 18I010 0J011 0K012 0L013 0M014 0N015 0O016 0P017 0Q018 0R0當(dāng)然，對(duì)于滿二叉樹或完全二叉樹而言，也可采用順序存儲(chǔ)的方式，但順序存儲(chǔ)的方式不適合其他的二叉樹。4.二叉樹的遍歷二叉樹的遍歷即是不重復(fù)地訪問二叉樹的所有結(jié)點(diǎn)。在遍歷二叉樹時(shí)，一般先遍歷左子樹，然后再遍歷右子樹。在先左后右的原則下，二叉樹的遍歷又可分為三種：前序遍歷、中序遍歷和后序遍歷。1）前

36、序遍歷前序遍歷即先訪問根結(jié)點(diǎn)，然后遍歷左子樹，最后遍歷右子樹。在遍歷左子樹和遍歷右子樹時(shí)，依然是先遍歷根結(jié)點(diǎn)，然后是左子樹，再是右子樹。操作的具體方式：若二叉樹為空，則結(jié)束返回。否則：訪問根結(jié)點(diǎn)前序遍歷左子樹前序遍歷右子樹如上圖所示的完全二叉樹，它的前序遍歷結(jié)果是：A、B、D、H、P、Q、I、R、E、J、K、C、F、L、M、G、N、O2）中序遍歷中序遍歷，即先遍歷左子樹，然后訪問根結(jié)點(diǎn)，最后是遍歷右子樹。具體的操作方式：若二叉樹為空，則結(jié)束返回。否則：中序遍歷左子樹訪問根結(jié)點(diǎn)中序遍歷右子樹這里強(qiáng)調(diào)，在遍歷左子樹和右子樹時(shí)，仍然要采用中序遍歷的方法。如上圖所示的完全二叉樹，它的中序遍歷結(jié)果是：P

37、、H、Q、D、R、kB、J、E、K、A、L、F、M、C、N、G、O3）后序遍歷后序遍歷，即選遍歷左子樹，然后是遍歷右子樹，最后訪問根結(jié)點(diǎn)。具體的操作方式：若二叉樹為空，則結(jié)束返回。否則：前序遍歷左子樹前序遍歷右子樹訪問根結(jié)點(diǎn)如上圖所示的完全二叉樹，它的后序遍歷結(jié)果是：P、Q、H、R、I、D、J、K、E、B、L、M、F、N、O、G、C、A（七）查找技術(shù)查找即是指在一個(gè)給定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中查找某個(gè)指定的元素。1.順序查找順序查找又稱順序搜索。一般是在線性表中查找指定的元素?；静僮鞣椒ㄊ牵簭木€性表的第一個(gè)元素開始，與被查元素進(jìn)行比較，相等則查找成功，否則繼續(xù)向后查找。如果所有的元素均查找完畢后都不相等

38、，則該元素在指定的線性表中不存在。順序查找的最好情況：要查找的元素在線性表的第一個(gè)元素，則查找效率最高；如果要查找的元素在線性表的最后或根本不存在，則查找需要搜索所有的線性表元素，這種情況是最差情況。對(duì)于線性表而言，順序查找效率很低。但對(duì)于以下的線性表，也只能采用順序查找的方法：線性表為無序表，即表中的元素沒有排列不是按大小順序進(jìn)行排列的，這類線性表不管它的存儲(chǔ)方式是順序存儲(chǔ)還是鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)，都只能按順序查找方式進(jìn)行查找即使是有序線性表，如果采用鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)，也只能采用順序查找方式例如，現(xiàn)有線性表：7、2、1、5、9、4,要在序列中查找元素6,查找的過程是：整個(gè)線性表的長度為5查找計(jì)次n=1,將元素6

39、與序列的第一個(gè)7元素進(jìn)行比較，不等，繼續(xù)查找n=2,將6與第二個(gè)元素2進(jìn)行比較，不等，繼續(xù)n=3,將6與第三個(gè)元素1進(jìn)行比較，不等，繼續(xù)n=4,將6與第四個(gè)元素5進(jìn)行比較，不等，繼續(xù)n=5,將6與第五個(gè)元素9進(jìn)行比較，不等，繼續(xù)n=6,將6與第六個(gè)元素4進(jìn)行比較，不等，繼續(xù)n=7,超出線性表的長度，查找結(jié)束，則該表中不存在要查找的元素。2,二分查找二分查找只適用于順序存儲(chǔ)的有序表。此處所述的有序表是指線性中的元素按值非遞減排列（即由小到大，但允許相鄰元素值相等）。二分查找的方法如下：將要查找的元素與有序序列的中間元素進(jìn)行比較：如果該元素比中間元素大，則繼續(xù)在線性表的后半部分（中間項(xiàng)以后的部分）

40、進(jìn)行查找如果要查找的元素的值比中間元素的值小，則繼續(xù)在線性表的前半部分（中間項(xiàng)以前的部分）進(jìn)行查找這個(gè)查找過程一直按相同的順序進(jìn)行下去，一直到查找成功或子表長度為0（說明線性表中沒有要查找的元素）有序線性表的二分法查找，條件是必須這個(gè)有序線性表的存儲(chǔ)方式是順序存儲(chǔ)的。它的查找效率比順序查找要高得多，它的最壞情況的查找次數(shù)是log2n次，而順序查找的最壞情況的查找次數(shù)是n次。當(dāng)然，二分查找的方法也支持順序存儲(chǔ)的遞減序列的線性表。有非遞減有序線性表：1、2、4、5、7、9,要查找元素6。查找的方法是：序列長度為n=6,中間元素的序號(hào)m=（n+1）/2=3查找計(jì)次k=1,將元素6與中間元素即元素4進(jìn)

41、行比較，不等，6>4查找計(jì)次k=2,查找繼續(xù)在后半部分進(jìn)行，后半部分子表的長度為3,計(jì)算中間元素的序號(hào)：m=3+（3+1）/2=5,將元素與后半部分的中間項(xiàng)進(jìn)行比較，即第5個(gè)元素中的7進(jìn)行比較，不等，6<7查找計(jì)次k=3,繼續(xù)查找在后半部分序列的前半部分子序列中查找，子表長度為1,則中間項(xiàng)序號(hào)即為m=3+（1+1）/2=4,即與第4個(gè)元素5進(jìn)行比較，不相等，繼續(xù)查找的子表長度為0,則查找結(jié)束（八）排序技術(shù)排序即是將一個(gè)無序的序列整理成按值非遞減順序排列的有序序列。在這里，我們討論的是順序存儲(chǔ)的線性表的排序操作。1.交換類排序法交換類排序法，即是借助于數(shù)據(jù)元素之間的互相交換進(jìn)行排序的

42、方法。1）冒泡排序法冒泡排序法即是利用相鄰數(shù)據(jù)元素之間的交換逐步將線性表變成有序序列的操作方法。操作過程如下：從表頭開始掃描線性表，在掃描過程中逐次比較相鄰兩個(gè)元素的大小，若相鄰兩個(gè)元素中前一個(gè)元素的值比后一個(gè)元素的值大，將兩個(gè)元素位置進(jìn)行交換，當(dāng)掃描完成一遍時(shí)，則序列中最大的元素被放置到序列的最后。再繼續(xù)對(duì)序列從頭進(jìn)行掃描，這一次掃描的長度是序列長度減1,因?yàn)樽畲蟮脑匾呀?jīng)就位了，采用與前相同的方法，兩兩之間進(jìn)行比較，將次大數(shù)移到子序列的末尾。按相同的方法繼續(xù)掃描，每次掃描的子序列的長度均比上一次減1,直至子序列的長度為1時(shí)，排序結(jié)束。例如，有序列5、2、9、4、1、7、6,將該序列從小到大

43、進(jìn)行排列。采用冒泡排序法，具體操作步驟如下:111序列長度n=7原序列5294第一遍（從前往后）5259425492341925417第一遍結(jié)束后25第二遍（從前往后）224s12415724156第二遍結(jié)束后24第三遍（從前往后）221456第三遍結(jié)束214第四遍（從前往后）21 2456第四遍結(jié)束124最后結(jié)果124762941767676964 17695 417769697915679415679567914567956795679掃描的次數(shù)，最多需要掃描n-1次，如果序列已經(jīng)就位，則掃描結(jié)束。測(cè)試是否已經(jīng)就位,可設(shè)置一個(gè)標(biāo)志，如果該次掃描沒有數(shù)據(jù)交換，則說明數(shù)據(jù)排序結(jié)束。2）快速排序

44、法冒泡排序方法每次交換只能改變相鄰兩個(gè)元素之間的逆序，速度相對(duì)較慢。如果將兩個(gè)不相鄰的元素之間進(jìn)行交換，可以消除多個(gè)逆序?？焖倥判虻姆椒ㄊ牵簭木€性表中選取一個(gè)元素，設(shè)為T,將線性表后面小于T的元素移到前面，而前面大于T的元素移到后面，結(jié)果將線性表分成兩個(gè)部分（稱為兩個(gè)子表），T插入到其分界線的位置處，這個(gè)過程稱為線性表的分割。對(duì)過對(duì)線性表的一次分割，就以T為分界線，將線性表分成前后兩個(gè)子表，且前面子表中的所有元素均不大于T,而后面的所有元素均不小于To再將前后兩個(gè)子表再進(jìn)行相同的快速排序，將子表再進(jìn)行分割，直到所有的子表均為空，則完成快速排序操作。在快速排序過程中，隨著對(duì)各子表不斷的進(jìn)行分割，

45、劃分出的子表會(huì)越來越多，但一次又只能對(duì)一個(gè)子表進(jìn)行分割處理，需要將暫時(shí)不用的子表記憶起來，這里可用棧來實(shí)現(xiàn)。對(duì)某個(gè)子表進(jìn)行分割后，可以將分割出的后一個(gè)子表的第一個(gè)元素與最后一個(gè)元素的位置壓入棧中，而繼續(xù)對(duì)前一個(gè)子表進(jìn)行再分割；當(dāng)分割出的子表為空時(shí)，可以從棧中退出一個(gè)子表進(jìn)行分割。這個(gè)過程直到棧為空為止，說明所有子表為空，沒有子表再需分割，排序就完成。2.插入類排序法1）簡單插入排序插入排序，是指將無序序列中的各元素依次插入到已經(jīng)有序的線性表中。插入排序操作的思路：在線性表中，只包含第1個(gè)元素的子表，作為該有序表。從線性表的第2個(gè)元素開始直到最后一個(gè)元素，逐次將其中的每一個(gè)元素插入到前面的有序的

46、子表中。該方法與冒泡排序方法的效率相同，最壞的情況下需要n（n-1）/2次比較。例如，有序列5、2、9、4、1、7、6,將該序列從小到大進(jìn)行排列。采用簡單插入排序法，具體操作步驟如下：序列長度n=7529 41j=2259 41產(chǎn)25941月245911 24592 2457插入排序后的結(jié)果 12）希爾排序法希爾排序法的基本思想：76767676 .J776j=696j-7245679將整個(gè)無序序列分割成若干小的子序列分別進(jìn)行插入排序。子序列的分割方法：將相隔某個(gè)增量h的元素構(gòu)成一個(gè)子序列，在排序的過程中，逐次減小這個(gè)增量，最后當(dāng)h減小到1時(shí)，再進(jìn)行一次插入排序操作，即完成排序。增量序列一般取

47、ht=n/2k（k=1,2,log2n）,其中n為待排序序列的長度。3選擇類排序法1）簡單選擇排序法基本思路：掃描整個(gè)線性表，從中選出最小的元素，將它交換到表的最前面，然后對(duì)后面的子表采用相同的方法，直到子表為空為止。對(duì)于長度為n的序列，需要掃描n-1次，每一次掃描均找出剩余的子表中最小的元素，然后將該最小元素與子表的第一個(gè)元素進(jìn)行交換。例如，有序列5、2、9、4、1、7、6，將該序列從小到大進(jìn)行排列。采用簡單選擇排序法，具體操作步驟如下：原序列5294176第一遍掃描1294576第二遍掃描1294576第三遍掃描1249576第四遍掃描1245976第五遍掃描1245679第六遍掃描124

48、5679排序結(jié)果12456792）堆排序法堆排序法屬于選擇類排序方法。堆的定義：具有n個(gè)元素的序列（h1,h2,hn）,當(dāng)且僅當(dāng)滿足（1=1,2,n/2）時(shí)稱之為堆。本節(jié)只討論滿足前者條件的堆。由堆的定義看，堆頂元素（即第一個(gè)元素）必為最大項(xiàng)?？梢杂靡痪S數(shù)組或完全二叉樹來表示堆的結(jié)構(gòu)。用完全二叉樹表示堆時(shí)，樹中所有非葉子結(jié)點(diǎn)值均不小于其左右子樹的根結(jié)點(diǎn)的值，因此堆頂（完全二叉樹的根結(jié)點(diǎn)）元素必須為序列的n個(gè)元素中的最大項(xiàng)。例如，有序列5、2、9、4、1、7、6，將該序列從小到大進(jìn)行排列。利用堆排序法將該序列進(jìn)行排序。操作方式即：先將無序堆的根結(jié)點(diǎn)5與左右子樹的根結(jié)點(diǎn)2、9進(jìn)行比較，5<9

49、，將5與9進(jìn)行交換；整后，對(duì)左右子樹進(jìn)行堆調(diào)整，左子樹的根結(jié)點(diǎn)2小于其左葉子結(jié)點(diǎn)5，調(diào)整；右子樹的根結(jié)點(diǎn)5小于其左右子結(jié)點(diǎn)7和6，根據(jù)堆的要求，將5與7進(jìn)行調(diào)整。根據(jù)堆的定義，可以得到堆排序的方法：（1）首先將一個(gè)無序序列建成堆（2）然后將堆頂元素（序列中的最大項(xiàng)）與堆中最后一個(gè)元素交換（最大項(xiàng)應(yīng)該在序列的最后）。三、本章應(yīng)考點(diǎn)撥本章內(nèi)容在筆試中會(huì)出現(xiàn)5-6個(gè)題目，是公共基礎(chǔ)知識(shí)部分出題量比較多的一章，所占分值也比較大，約10分。第二章程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)一、內(nèi)容要點(diǎn)（一）程序設(shè)計(jì)方法與風(fēng)格程序設(shè)計(jì)方法：主要經(jīng)過了面向過程的結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)和面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)方法。程序設(shè)計(jì)風(fēng)格，是指編寫程序時(shí)所表現(xiàn)出來

50、的特點(diǎn)、習(xí)慣和邏輯思路。通常，要求程序設(shè)計(jì)的風(fēng)格應(yīng)強(qiáng)調(diào)簡單和清晰，必須是可以讀的，可以理解的。要形成良好的程序設(shè)計(jì)的風(fēng)格，應(yīng)考慮如下因素：1源程序文檔化（1）符號(hào)名的命名：符號(hào)名的命名要具有一定的實(shí)際含義，便于對(duì)程序的理解，即通常說的見名思義；（2）程序注釋：正確的程序注釋能夠幫助他人理解程序。注釋一般包括序言性注釋和功能性注釋；（3）視覺組織：為了使程序一目了然，可以對(duì)程序的格式進(jìn)行設(shè)置，適當(dāng)?shù)赝ㄟ^空格、空行、縮進(jìn)等使程序?qū)哟吻逦?數(shù)據(jù)說明方法（1）數(shù)據(jù)說明的次序規(guī)范化；（2）說明語句中變量安排有序化；（3）使用注釋來說明復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。3語句的結(jié)構(gòu)（1）在一行內(nèi)只寫一條語句；（2）程序的

51、編寫應(yīng)該優(yōu)先考慮清晰性；（3）除非對(duì)效率有特殊的要求，否則，應(yīng)做到清晰第一，效率第二；（4）首先保證程序的正確，然后再要求速度；（5）避免使用臨時(shí)變量使程序的可讀性下降；（7）盡量使用庫函數(shù)，即盡量使用系統(tǒng)提供的資源；（8）避免采用復(fù)雜的條件語句；（9）盡量減少使用“否定”條件的條件語句；（10）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)要有利于程序的簡化；（11）要模塊化，使模塊功能盡可能單一化；（12）利用信息隱蔽，確保每一個(gè)模塊的獨(dú)立性；（13）從數(shù)據(jù)出發(fā)去構(gòu)造程序；（14）不要修補(bǔ)不好的程序，要重新編寫。4輸入和輸出（1）對(duì)所有的輸入輸出數(shù)據(jù)都要檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的合法性；（2）檢查輸入項(xiàng)的各種重要組合的合理性；（3）輸入格式要

52、簡單，以使得輸入的步驟和操作盡可能簡單；（4）輸入數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)允許自由格式；（5）應(yīng)允許缺省值；（6）輸入一批數(shù)據(jù)時(shí)，最好使用輸入結(jié)束標(biāo)志；（7）以交互式輸入輸出方式進(jìn)行輸入時(shí)，要在屏幕上使用提示符明確輸入的請(qǐng)求，同時(shí)在數(shù)據(jù)輸入過程中和輸入結(jié)束時(shí)，應(yīng)在屏幕上給出狀態(tài)信息；（8）當(dāng)程序設(shè)計(jì)語言對(duì)輸入格式有嚴(yán)格要求時(shí)，應(yīng)保持輸入格式與輸入語句的一致性；給所有的輸出加注釋，并設(shè)計(jì)輸出報(bào)表格式。（二）結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)1結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)的原則結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法的主要原則：自頂而下、逐步求精，模塊化，限制使用goto語句。1）自頂而下程序設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)先考慮總體，后考慮細(xì)節(jié)；先考慮全局，后考慮局部目標(biāo)。即先從最上層

53、總目標(biāo)開始設(shè)計(jì)，逐步使問題具體化。2）逐步求精對(duì)復(fù)雜問題，應(yīng)設(shè)計(jì)一些子目標(biāo)作為過渡，逐步細(xì)化。3）模塊化一個(gè)復(fù)雜問題，都是由若干個(gè)稍簡單的問題構(gòu)成的。模塊化即是將復(fù)雜問題進(jìn)行分解，即將解決問題的總目標(biāo)分解成若干個(gè)分目標(biāo)，再進(jìn)一步分解為具體的小目標(biāo)，把每一個(gè)小目標(biāo)稱作一個(gè)模塊。4）限制使用goto語句goto語句可以提高效率，但對(duì)程序的可讀性、維護(hù)性都造成影響，因此應(yīng)盡量不用goto語句。2結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)的基本結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)是程序設(shè)計(jì)的先進(jìn)方法和工具，采用結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)可以使程序結(jié)構(gòu)良好、易讀、易理解、易維護(hù)。1）順序結(jié)構(gòu)順序結(jié)構(gòu)即是順序執(zhí)行的結(jié)構(gòu)，是按照程序語句行的自然順序，一條一條

54、語句地執(zhí)行程序。2）選擇結(jié)構(gòu)選擇結(jié)構(gòu)又稱分支結(jié)構(gòu)，它包括簡單選擇和多分支選擇結(jié)構(gòu)。程序的執(zhí)行是根據(jù)給定的條件，選擇相應(yīng)的分支來執(zhí)行。3）重復(fù)結(jié)構(gòu)重復(fù)結(jié)構(gòu)又稱循環(huán)結(jié)構(gòu)，根據(jù)給定的條件，決定是否重復(fù)執(zhí)行某一相同的或類似的程序段。利用重復(fù)結(jié)構(gòu)可以大量簡化程序行。3結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)原則和方法的應(yīng)用1使用程序設(shè)計(jì)語言中的順序、選擇、循環(huán)等有限的控制結(jié)構(gòu)表示程序的控制邏輯；2選用的控制結(jié)構(gòu)只允許有一個(gè)入口和一個(gè)出口；3程序語句組成容易識(shí)別的塊，每塊只有一個(gè)入口和一個(gè)出口；4復(fù)雜結(jié)構(gòu)應(yīng)該用嵌套的基本控制結(jié)構(gòu)進(jìn)行組合嵌套來實(shí)現(xiàn)；5語言中所有沒有的控制結(jié)構(gòu)，應(yīng)該采用前后一致的方法來模擬；6嚴(yán)格控制goto語句的使用：（1）用一個(gè)非結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計(jì)語言去實(shí)現(xiàn)一個(gè)結(jié)構(gòu)化的構(gòu)造；（2）若不使用goto語句會(huì)使功能模糊；（3）在某種可以改善而不是損害程序可讀性的情況下。（三）面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)1關(guān)于面向?qū)ο蠓椒嫦驅(qū)ο蠓椒ǖ谋举|(zhì)，是主張從客觀世界固有的事物出發(fā)來構(gòu)造系統(tǒng)，提倡用人類在現(xiàn)實(shí)生活中常用的思維方法來認(rèn)識(shí)、理解和描述客觀事物，強(qiáng)調(diào)最終