C++第三版:抽象数据类型与数据结构

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"C++ Plus Data Structures" 是一本关于数据结构的书籍,它强调了数据结构在计算机科学教育中的重要性,并指出数据结构已经从单一的主题扩展到抽象数据类型(ADTs)的研究。书中讨论了如何在C++中实现和理解数据对象的结构,以及这些结构在程序中的表现形式。 在计算机科学中,数据结构是组织、存储和处理数据的一种方式,它涉及到了数据的逻辑结构(如链表、树、图等)和物理结构(如内存布局)。抽象数据类型则更关注于数据的逻辑行为,即定义了一组值和一组操作这些值的方法。ADT允许程序员关注数据的使用,而不是实现细节,这使得代码更具可读性和可维护性。 C++ 是一种支持面向对象编程的语言,非常适合用于实现ADTs。通过类和对象,C++允许程序员创建自定义的数据结构,并定义与之相关的操作。例如,可以创建一个表示栈的类,其中包含push、pop等方法,而无需关心这些操作如何在内存中执行。 本书《C++ Plus Data Structures》的第三版由Nell Dale撰写,它可能涵盖了以下关键知识点: 1. 基础数据结构:如数组、链表、栈、队列、集合、映射等,以及它们在C++中的实现。 2. 高级数据结构:如树(二叉树、平衡树如AVL和红黑树)、图、堆、哈希表等,以及它们的特点和应用。 3. 算法:包括排序(如冒泡排序、快速排序、归并排序等)、查找(线性查找、二分查找等)和其他算法,这些算法与数据结构紧密相关。 4. 动态规划和递归:在解决复杂问题时,如何利用这些技术优化数据结构的使用。 5. 内存管理:了解如何在C++中有效地分配和释放内存,避免内存泄漏和悬挂指针。 6. 效率分析:通过时间复杂度和空间复杂度分析,评估数据结构和算法的性能。 7. 模板和泛型编程:如何使用C++的模板机制来编写通用的数据结构和算法,提高代码复用性。 8. 面向对象编程:封装、继承和多态的概念及其在数据结构设计中的应用。 这本书可能还会讨论如何使用C++标准库中的容器(如std::vector、std::list、std::map等),以及算法库(如std::sort、std::find等),这些都是现代C++编程中处理数据结构和ADTs的重要工具。 通过学习本书,读者不仅可以掌握C++中数据结构的实现,还能理解如何根据问题需求选择合适的数据结构,以及如何通过ADTs来设计高效且易于维护的软件系统。这种知识对于计算机科学的学习者和专业开发者来说都是至关重要的。