数据结构与算法：C++视角的绪论

数据类型与数据结构 在计算机科学中，数据类型是数据的一种分类，它定义了数据的取值范围和可能的操作。基本数据类型包括整型、浮点型、字符型等，而复合数据类型如数组、结构体、枚举等则允许我们组合多种数据类型形成更复杂的类型。数据结构则是组织和存储数据的方式，它关注的是数据元素之间的关系以及对这些数据进行操作的方法。 1.1.2 数据的逻辑结构 逻辑结构是数据结构的抽象概念，它关注的是数据元素之间的逻辑关系，而不涉及这些数据在计算机内存中的具体表示。常见的逻辑结构有： - 线性结构：如链表、数组，其中元素有前后顺序关系； - 树形结构：如二叉树、堆，元素间存在一对一的父子关系； - 图形结构：元素之间可以有多对多的关系； - 集合结构：元素无特定顺序，但每个元素都独一无二。 1.1.3 数据的存储结构 存储结构是逻辑结构在计算机内存中的具体实现，主要分为两种类型： - 顺序存储结构：数据元素在内存中按照线性的顺序存储，例如数组； - 链式存储结构：数据元素通过指针链接，可以不连续存放，例如链表。 不同的存储结构会影响到数据的存取效率和空间利用率，选择合适的存储结构对于优化算法至关重要。 1.1.4 数据的操作 数据结构不仅包含数据的存储，还包括对数据执行的一系列操作，如插入、删除、查找、更新等。操作的效率是评价数据结构性能的重要指标，通常通过时间复杂度和空间复杂度来衡量。 课程内容概览 本课程将从绪论开始，逐步深入到C++编程基础，遍历、迭代与递归等基本编程技巧，然后逐一探讨各种数据结构，如字符串、排序算法、线性表、栈与队列、数组和广义表、树和二叉树、图以及查找算法。课程旨在帮助学生理解数据结构与算法在软件设计中的核心地位，掌握如何合理选择和设计数据结构，以及如何分析和优化算法，从而提升软件开发的能力。 通过学习这门课程，学生将能够运用所学知识解决实际问题，编写出高效、可维护的程序，为未来的软件开发工作打下坚实的基础。同时，课程还将介绍算法分析的基本方法，帮助学生评估不同解决方案的性能，从而做出最佳选择。