数据结构与算法分析：C++版-张宏讲授

"C++版数据结构教程，由张宏教授讲解，涵盖了数据结构的基本概念、算法分析和存储空间需求等内容。" 数据结构是计算机科学中的核心概念，它研究的是数据如何组织、存储和访问，以便高效地执行各种操作。在计算机科学与技术学院张宏的教程中，第一章绪论深入探讨了数据结构的重要性及其与算法的关系。 1.1 什么是数据结构 数据结构是指数据元素之间的组织方式，这些元素不仅包含原始数据，还可能包括它们之间的关系。例如，电话号码查询系统中的数据结构可以是人名与电话号码的一对一对应关系。数据结构不仅关注数据的逻辑结构，即数据元素之间的抽象关系，还考虑物理结构，即数据在内存中的实际布局。数据结构的定义还包括对这些结构进行操作的一系列算法。 1.2 有关概念和术语 - 数据元素：构成数据结构的基本单元，比如电话号码查询系统中的每个人名和对应的电话号码。 - 逻辑结构：描述数据元素之间的抽象关系，如集合、线性结构（如数组或链表）、树型结构（如二叉树）和图形结构。 - 物理结构：数据在存储设备上的实际布局，可能与逻辑结构不同，取决于数据访问的效率和存储空间的限制。 1.3 算法和算法分析 - 算法：解决问题或执行特定任务的明确、有限的步骤序列。 - 算法设计的要求：通常需要算法具有正确性、可读性、健壮性和效率。 - 算法效率的度量：通常通过时间复杂度和空间复杂度来衡量，分别表示算法运行时间和所需的存储空间。 - 算法的存储空间需求：除了输入数据和程序本身，还需要考虑辅助变量的空间，这是算法分析的重要组成部分。 张宏教授的教程中强调，随着计算机技术的发展和信息量的增长，理解并有效地使用数据结构变得至关重要。通过学习数据结构，可以更好地设计和实现处理大量信息的程序，提高程序的效率和可维护性。在C++这样的编程语言中，理解和应用数据结构是编写高质量软件的基础。 在这个课程中，学生将学习如何选择合适的数据结构来解决特定问题，如何设计高效的算法，以及如何评估和优化这些算法的性能。通过深入理解数据结构和算法，开发者可以编写出更高效、更易于维护的代码，这对于计算机科学领域的专业人士来说至关重要。