CSCI104数据结构与面向对象设计讲义

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"CSCI104课程数据结构与面向对象设计讲义" 这些讲义源自2013年秋季南加州大学CSCI 104课程(“数据结构与面向对象设计”)的学生课堂笔记。这门课程通常在大一第二学期或大二第一学期进行,学生需要对C++编程语言的结构化编程、动态内存管理和递归有基本的了解。讲义开头简要回顾了这两个特定主题,并且通常会在每门课中用一堂课的时间进行复习,但对于不熟悉这些概念的学生来说,可能会在课程中遇到困难。 这些讲义反映了讲师倾向于从实现数据结构的角度来引导学生理解面向对象设计的方法。可能比一般的本科编程密集型数据结构课程更注重分析,并且更多地提及高级主题。讲义内容包括但不限于: 1. **数据结构基础**:介绍各种基本的数据组织形式,如数组、链表、栈、队列、散列表等,以及它们在实际问题中的应用。 2. **抽象数据类型(ADT)**:强调ADT的概念,它是一种逻辑上的数据结构,定义了一组操作,但不考虑其具体实现细节。 3. **面向对象编程**:讲解类、对象、封装、继承和多态等核心概念,展示如何通过这些概念设计和实现复杂的数据结构。 4. **动态内存管理**:解释如何使用指针和动态分配内存,以及在数据结构中如何有效地管理内存。 5. **递归**:深入讨论递归的原理和在数据结构操作中的应用,如二分查找、排序算法(快速排序、归并排序)等。 6. **算法分析**:教授时间复杂度和空间复杂度的概念,以及如何评估算法的效率。 7. **高级主题**:可能涉及图论、树结构、搜索算法(深度优先搜索、广度优先搜索)和最短路径算法等,这些都是数据结构领域的重要内容。 8. **设计模式**:介绍一些常见的软件设计模式,如工厂模式、单例模式、装饰器模式等,帮助学生理解如何在实际开发中应用面向对象设计原则。 通过这些讲义,学生不仅能够掌握数据结构的基本知识,还能学会如何使用面向对象的设计思想来解决实际问题,为未来更深入的计算机科学学习打下坚实的基础。