数据结构与算法-C语言描述-重点概念解析

"《数据结构-c语言描述》是由耿国华编著的高等教育出版社出版的教材，主要探讨数据结构的基本概念、类型以及算法分析。本书适用于计算机科学和技术专业的学生学习，同时也适合对数据结构感兴趣的读者参考。" 在《数据结构-c语言描述》中，耿国华教授介绍了数据结构这一关键的计算机科学主题。数据结构是计算机存储、组织数据的方式，它涉及到数据的逻辑结构（如线性结构、树形结构等）和物理存储结构（如顺序结构、链式结构），以及在这些结构上进行操作的算法。 1. 数据结构是指相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合。常见的基本数据结构有线性结构（如数组、链表）、树结构、图结构和集合结构。 2. 四类基本数据结构的名称与含义：线性结构（元素间一对一的关系，如数组、链表）、树结构（元素间一对多的关系，如二叉树、堆）、图结构（元素间多对多的关系）、集合结构（元素间无直接关系，如集合、队列）。 3. 算法是解决问题或完成特定任务的一系列明确的指令，具有可行性、确定性、有限性、输入和输出等特性。算法的时间复杂度是衡量算法效率的重要指标，表示算法运行时间与问题规模之间的关系。 4. 算法的时间复杂度常用大O记号表示，例如，上述程序段中`X=X+1`的语句频度为O(n^3)，意味着随着输入规模n的增长，算法运行时间将呈立方级增长。 5. 数据类型是编程语言中定义的一种数据的类别，它规定了数据的存储形式和可进行的操作。在C语言中，数据类型包括基本类型、构造类型（如结构体、联合体）和指针类型等。 6. 线性结构与非线性结构的主要区别在于元素之间的连接方式。线性结构元素间是一对一的关系，如数组、链表；而非线性结构元素间可能是一对多或多对多，如树和图。 7. 面向对象程序设计语言（如C++、Java）的特点包括封装、继承和多态，其中类是封装的载体，用于抽象现实世界中的实体，定义其属性和行为。 8. 在面向对象编程中，类是对象的模板，用于创建具有相同属性和方法的对象，它是实现数据隐藏和抽象的基础。 9. 参数传递主要有传值、传引用和传址等方式。传值传递的是数据副本，不会改变原始值；传引用和传址则是传递实际数据地址，可以修改原数据。 10. 抽象数据类型（ADT）是一种逻辑上的数据类型，它只定义数据类型的操作和数据类型的逻辑特性，不涉及具体实现细节。 在第三部分的计算题目中，展示了如何通过数学归纳法计算嵌套循环中语句的执行次数，以及如何根据执行次数估算算法的时间复杂度。第四部分则要求设计一个算法来计算一元多项式的值，同时讨论了通过参数传递和全局变量进行输入输出的优缺点，并要求实现一种效率较高的方法。 最后，实习题设计涉及实现抽象数据类型“有理数”，包括有理数的加法、减法等基本操作，这是对抽象数据类型概念的实践应用，有助于巩固数据结构和算法的设计能力。