全国计算机二级公共基础知识要点ppt课件.ppt

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1、全国计算机等级考试二级公共基础知识,基本要求,1. 掌握算法的基本概念。2. 掌握基本数据结构及其操作。3. 掌握基本排序和查找算法。4. 掌握逐步求精的结构化程序设计方法。5. 掌握软件工程的基本方法，具有初步应用相关技术进行软件开发的能力。6. 掌握数据库的基本知识，了解关系数据库的设计。,考试内容,一、 基本数据结构与算法,1. 算法的基本概念；算法复杂度的概念和意义（时间复杂度与空间复杂度）。2. 数据结构的定义；数据的逻辑结构与存储结构；数据结构的图形表示；线性结构与非线性结构的概念。3. 线性表的定义；线性表的顺序存储结构及其插入与删除运算。4. 栈和队列的定义；栈和队列的顺序存储

2、结构及其基本运算。5. 线性单链表、双向链表与循环链表的结构及其基本运算。6. 树的基本概念；二叉树的定义及其存储结构；二叉树的前序、中序和后序遍历。7. 顺序查找与二分法查找算法；基本排序算法（交换类排序，选择类排序，插入类排序）。,二、 程序设计基础,1. 程序设计方法与风格。2. 结构化程序设计。3. 面向对象的程序设计方法，对象，方法，属性及继承与多态性。,三、 软件工程基础,1. 软件工程基本概念，软件生命周期概念，软件工具与软件开发环境。2. 结构化分析方法，数据流图，数据字典，软件需求规格说明书。3. 结构化设计方法，总体设计与详细设计。4. 软件测试的方法，白盒测试与黑盒测试，

3、测试用例设计，软件测试的实施，单元测试、集成测试和系统测试。5. 程序的调试，静态调试与动态调试。,四、数据库设计基础,1. 数据库的基本概念：数据库，数据库管理系统，数据库系统。2. 数据模型，实体联系模型及E-R图，从E-R图导出关系数据模型。3. 关系代数运算，包括集合运算及选择、投影、连接运算，数据库规范化理论。4. 数据库设计方法和步骤：需求分析、概念设计、逻辑设计和物理设计的相关策略。,考试方式,1、 公共基础的考试方式为笔试，与C语言（VisualBASIC、Visual FoxPro、Java、Access、Visual C+）的笔试部分合为一张试卷。公共基础部分占全卷的30分

4、。2、 公共基础知识有10道选择题和5道填空题。,学习方法,理解基本概念多做练习适当记忆一些名词与所学的VFPcAccess程序设计知识结合起来，以增加对知识的理解能力,1. 基本数据结构与算法,1.1 算法,1.1.1 算法(algorithm)基本概念,对特定问题求解步骤的一种描述，它是一组严谨地定义运算顺序的规则，并且每一个规则都是有效的，且是明确的，此顺序将在有限的次数下终止。,一级算法:S1:输入圆的半径r;S2:求周长2r;S3:求面积 r2;S4:输出周长和面积;,例题:已知圆的半径,求周长和面积.,程序,do while .t. input “输入圆的半径：” to r if

5、r0 ?“输入不能是负数，重新输入！” loop else exit endifenddo S=pi()*r*rL=2*pi()*r?S,L,算法的基本特征:(1)可行性(2)确定性(3)有穷性(4)输入和输出（拥有足够的情报）,1.1.2 算法的基本要素 1、对数据对象的运算和操作算术运算逻辑运算关系运算数据传输2、算法的控制结构算法中各操作之间的执行顺序一个算法一般可以用顺序、选择、循环三种基本结构组合而成。,input “输入圆的半径：” to rif r0 ?“输入不能是负数，重新输入！” 循环输入relse 退出循环endifS=pi()*r*rL=2*pi()*r输出S,L,算术运

6、算逻辑运算关系运算数据传输,顺序、选择、循环三种基本结构,1.1.3 算法设计基本方法列举法归纳法递推递归（以简洁的形式设计和描述算法）减半递推技术回溯法,1.2 算法复杂度,1.2.1 时间复杂度是指执行算法所需要的计算工作量。通常有事后统计法和事前分析估算法。算法在执行过程中所需基本运算的执行次数来度量算法的工作量.算法所执行的基本运算次数与问题的规模n有关.,执行算法所需要的计算工作量和f(n)同步增长，记为:,算法的工作量=f(n),时间复杂度=O(f(n),例子4：for ( i=2 ;i=n;+i) for (j=2 ;j=i-1;+j) +x ;,基本运算：基本运算的执行次数：,

7、X增1,i=2 0i=3 1i=4 2i=n n-2,1+2+3+(n-2),= (n-1)(n-2)/2,O（ ）,例子2：+x;,O（ 1 ）,例子3： for (i=1 ;i=n;+i) +x;,O（ n ）,时间复杂度：,O(n*n-3n+2)/2),基本运算：基本运算的执行次数：时间复杂度：,1,X增1,基本运算：基本运算的执行次数：时间复杂度：,X增1,n,1.2.2 算法的空间复杂度 一般是指执行这个算法所需要的内存空间一个算法所占用的存储空间包括算法程序所占的空间、输入的初始数据所占的存储空间以及某种数据结构所需要的附加存储空间 一个上机执行的程序除了需要存储空间来寄存本身所用

8、指令、常数、变量和输入数据外，也需要一些对数据进行操作的工作单元和存储一些为实现计算所需信息的辅助空间。,算法的时间复杂度是指A) 执行算法程序所需要的时间 B) 算法程序的长度C) 算法执行过程中所需要的基本运算次数 D) 算法程序中的指令条数算法的基本特征是可行性、确定性、 【1】 和拥有足够的情报。算法的空间复杂度是指 A) 算法程序的长度 B) 算法程序中的指令条数 C) 算法程序所占的存储空间 D) 执行过程中所需要的存储空间在计算机中，算法是指 A) 加工方法B) 解题方案的准确而完整的描述 C) 排序方法D) 查询方法,例题讲解,有穷性,算法分析的目的是 A) 找出数据结构的合理

9、性 B) 找出算法中输入和输出之间的关系 C) 分析算法的易懂性和可靠性 D) 分析算法的效率以求改进算法的工作量大小和实现算法所需的存储单元多少分别称为算法的 【1】 。,时间复杂度和空间复杂度,1.2 数据结构,数据结构的定义数据的逻辑结构和存储结构数据结构的图形表示线性结构与非线性结构,1.2.1 数据结构研究的主要内容,(1)数据集中数据之间的逻辑关系,(2)数据的存储结构,(3)各种数据结构的运算,能输入到计算机中并能被计算机程序处理的符号的集合。,整数(1,2)、实数(1.1,1.2)字符串(Beijing)、图形、声音。,1.2.2 基本概念和术语,数据结构是一门研究数据组织、存

10、储和运算的一般方法的学科。,计算机管理图书问题 在图书馆里有各种卡片：有按书名编排的、有按作者编排的、有按分类编排如何将查询图书的这些信息存入计算机中既要考虑查询时间短，又要考虑节省空间,数据结构是一门研究数据组织、存储和运算的一般方法的学科。,最简单的办法之一是建立一张表，每一本书的信息在表中占一行，如,如何将0,1,2,3,4,5,6,7,8,9这10个数存放在计算机中能最快地达到你所需要的目的？ 目的不同，最佳的存储方方法就不同。 从大到小排列：9,8,7,6,5,4,3,2,1,0输出偶数：0,2,4,6,8,1,3,5,7,9,数据元素在计算机中的表示,数据结构是一门研究数据组织、存

11、储和运算的一般方法的学科。,对数据结构中的节点进行操作处理(插入、删除、修改、查找、排序),（1）数据元素(Data Element),数据元素是数据的基本单位，即数据集合中的个体。 有时一个数据元数可由若干数据项(Data Item)组成。数据项是数据的最小单位。,数据元素亦称节点或记录。,数据结构可描述为 Group=（D，R）,（2）逻辑结构,有限个数据元素的集合,有限个数据元素间关系的集合,常用数据结构:,A.线性结构,(A , B , C , ，X ,Y , Z),例:学生成绩表,线性表,栈后进先出队列先进先出,例:英文字母表,数据结构S=(D,R)D=春,夏,秋,冬R=,什么型的数

12、据结构?,线性结构,树形结构,例:全校学生档案管理的组织方式,例:计算机文件管理系统也是典型的树形结构,B非线性结构,例:数据结构B(D,R) D= 1 , 2 , 3 , 4 R=(1,2) , (1,3) , (1,4) , (2,3), (3,4) , (2,4) ,例:数据结构C(D,R)D= 1 , 2 , 3 R= , , , ,图形结构,Loc(ai)=Lo+（i-1)*m,1、顺序存储,每个元素所占用的存储单元个数,（3）存储结构,例：线性表(zhao,qian,sun,li,zhou,wu,zheng,wang),顺序存储结构：,顺序存储结构，将逻辑上相邻的数据元素存储在物理

13、上相邻的存储单元里,具有以下特点:1.随机存取。2.作插入或删除操作时，需移动大量元数。3.长度变化较大时，需按最大空间分配。4.表的容量难以扩充。,2、链式存储,每个节点都由两部分组成： 数据域和指针域。数据域存放元素本身的数据，指针域存放指针。数据元素之间逻辑上的联系由指针来体现。,例：线性表(zhao,qian,sun,li,zhou,wu,zheng,wang),链式存储结构：,通常我们把链表画成用箭头相链接的结点的序列，结点之间的箭头表示链域中的指针。,1.比顺序存储结构多用空间(存储密度小) (每个节点都由数据域和指针域组成)。2.逻辑上相邻的节点物理上不必相邻。3.插入、删除灵活

14、 (不必移动节点，只要改变节点中的指针)。4.非随机存取。,链接存储结构特点：,1数据的逻辑结构,2、数据的存储结构,3、数据的运算：检索、排序、插入、删除、修改等。,A线性结构,B非线性结构,A 顺序存储,B 链式存储,线性表,栈,队,树形结构,图形结构,数据结构的三个方面,(亦称物理结构),链表不具有的特点是A) 不必事先估计存储空间 B) 可随机访问任一元素C) 插入删除不需要移动元素D) 所需空间与线性表长度成正比数据结构分为逻辑结构与存储结构，线性链表属于 【1】 。 数据结构中，与所使用的计算机无关的是数据的 A) 存储结构B) 物理结构 C) 逻辑结构D) 物理和存储结构 数据的

15、逻辑结构有线性结构和 【1】 两大类。数据的存储结构是指A）数据所占的存储空间B）数据的逻辑结构在计算机中的表示C）数据在计算机中的顺序存储方式D）存储在外存中的数据,例题讲解,存储结构,非线性结构,顺序存储方法是把逻辑上相邻的结点存储在物理位置 【2】 的存储单元中。 数据处理的最小单位是 A) 数据 B) 数据元素 C) 数据项D) 数据结构数据结构作为计算机的一门学科，主要研究数据的逻辑结构、对各种数据结构进行的运算，以及 A) 数据的存储结构 B) 计算方法 C) 数据映象 D) 逻辑存储线性表的顺序存储结构和线性表的链式存储结构分别是 A) 顺序存取的存储结构、顺序存取的存储结构 B

16、) 随机存取的存储结构、顺序存取的存储结构 C) 随机存取的存储结构、随机存取的存储结构 D) 任意存取的存储结构、任意存取的存储结构,相邻,根据数据结构中各数据元素之间前后件关系的复杂程度，一般将数据结构分成 A) 动态结构和静态结构 B) 紧凑结构和非紧凑结构 C) 线性结构和非线性结构 D) 内部结构和外部结构 数据结构包括数据的逻辑结构、数据的 【2】 以及对数据的操作运算。数据的基本单位是 【5】 。下列叙述中，错误的是 A) 数据的存储结构与数据处理的效率密切相关 B) 数据的存储结构与数据处理的效率无关 C) 数据的存储结构在计算机中所占的空间不一定是连续的 D) 一种数据的逻辑

17、结构可以有多种存储结构,存储结构,数据元素,1.3 线性表,1.3.1 线性表的概念线性表的定义： 线性表是n个元素的有限序列，它们之间的关系可以排成一 个线性序列： (a1，a2， ，ai， ，an) 其中n称作表的长度，当n=0时，称作空表。,线性表的特点：1.线性表中所有元素的性质相同。2.除第一个和最后一个数据元素之外，其它数据元素有且仅有一个前驱和一个后继.第一个数据元素无前驱,最后一个数据元素无后继。3.数据元素在表中的位置只取决于它自身的序号。在线性表上常用的运算有：初始化、求长度、取元素、修改、前插、删除、检索、排序。,1.4 线性表的顺序存储结构及其插入与删除操作,特点： 1

18、.线性表中数据元素类型一 致，只有数据域，存储空间利用率高。 2.所有元素所占的存储空间是连续的 3.各数据元素在存储空间中是按逻辑顺序依次存放的 4. 做插入、删除时需移动大量元素。 5. 空间估计不明时，按最大空间分配。,顺序存储结构：,元素an,.,元素ai,.,元素a2,元素a1,b,b+m,b+(i-1)*m,b+(maxlen-1)*m,存储地址,内存状态,Loc(元素i)=b +（i-1)*m,顺序存储结构示意图(顺序表)：,首地址起始地址基地址,每个元素所占用的存储单元个数,1- 1插入运算,ai-1,.,a2,a1,alength,ai+1,ai,x,ai-1,.,a2,a1

19、,alength,ai+1,ai,X,插入算法的分析: 假设线性表中含有n个数据元素，在进行插入操作时，若假定在n+1个位置上插入元素的可能性均等，则平均移动元素的个数为：,1- 2删除运算,ai-1,.,a2,a1,alength,ai+1,ai,ai-1,.,a2,a1,alength,ai+1,删除算法的分析: 在进行删除操作时，若假定删除每个元素的可能性均等，则平均移动元素的个数为：,总结: 顺序存储结构表示的线性表，在做插入或删除操作时，平均需要移动大约一半的数据元素。当线性表的数据元素量较大，并且经常要对其做插入或删除操作时，这一点需要值得考虑。,链表不具有的特点是A) 不必事先估

20、计存储空间 B) 可随机访问任一元素C) 插入删除不需要移动元素D) 所需空间与线性表长度成正比顺序存储方法是把逻辑上相邻的结点存储在物理位置 【2】 的存储单元中。长度为n的顺序存储线性表中，当在任何位置上插入一个元素概率都相等时，插入一个元素所需移动元素的平均个数为 【1】 。线性表若采用顺序存储结构时，要求内存中可用存储单元的地址 A) 必须是连续的 B) 部分地址必须是连续的 C) 一定是不连续的 D) 连续不连续都可以,例题讲解,相邻,线性表L=(a1,a2,a3,ai，an)，下列说法正确的是 A) 每个元素都有一个直接前件和直接后件 B) 线性表中至少要有一个元素 C) 表中诸元

21、素的排列顺序必须是由小到大或由大到小 D) 除第一个元素和最后一个元素外，其余每个元素都有一个 且只有一个直接前件和直接后件线性表的顺序存储结构和线性表的链式存储结构分别是 A) 顺序存取的存储结构、顺序存取的存储结构 B) 随机存取的存储结构、顺序存取的存储结构 C) 随机存取的存储结构、随机存取的存储结构 D) 任意存取的存储结构、任意存取的存储结构 下列叙述中，错误的是 A) 数据的存储结构与数据处理的效率密切相关 B) 数据的存储结构与数据处理的效率无关 C) 数据的存储结构在计算机中所占的空间不一定是连续的 D) 一种数据的逻辑结构可以有多种存储结构,根据数据结构中各数据元素之间前后

22、件关系的复杂程度，一般将数据结构分成 A) 动态结构和静态结构 B) 紧凑结构和非紧凑结构 C) 线性结构和非线性结构 D) 内部结构和外部结构当线性表采用顺序存储结构实现存储时，其主要特点是 【1】 。,随机存取,1.5线性表的链式存储结构及其插入与删除操作,单链表,P,1-1单链表的插入运算,在P所指向的结点之后插入新的结点,1-2单链表删除运算,要求:删除结点ai。,1-3. 循环链表: 首尾相接的链表。 将最后一个结点的空指针改为指向头结点，从任一结点出发均可找到其它结点。,L,.,带头结点的单链表,L,.,循环单链表,特点: 可以从任何一个结点开始访问链表的所有结点.,1-4 双向链

23、表 在每个结点中设置两个指针，一个指向后继，一个指向前驱。可直接确定一个结点的前驱和后继结点。可提高效率。,data,next,before,1.6线性表的应用：应用最广的数据结构。.高级语言中的数组；计算机的文件系统；计算机的目录系统；电话号码查询系统（可采用顺序表或单链表结构）；各种事务处理（可采用顺序表或单链表结构）;,链表不具有的特点是A) 不必事先估计存储空间 B) 可随机访问任一元素C) 插入删除不需要移动元素D) 所需空间与线性表长度成正比用链表表示线性表的优点是A) 便于随机存取 B) 花费的存储空间较顺序存储少C) 便于插入和删除操作 D) 数据元素的物理顺序与逻辑顺序相同长

24、度为n的顺序存储线性表中,当在任何位置上插入一个元素概率都相等时,插入一个元素所需移动元素的平均个数为 【1】 。在单链表中，增加头结点的目的是 A) 方便运算的实现 B) 使单链表至少有一个结点 C) 标识表结点中首结点的位置 D) 说明单链表是线性表的链式存储实现,例题讲解,非空的循环单链表head的尾结点(由p所指向) ，满足 A) p-next=NULLB) p=NULL C) p-next=head D) p=head 循环链表的主要优点是 A) 不再需要头指针了 B) 从表中任一结点出发都能访问到整个链表 C) 在进行插入、删除运算时，能更好的保证链表不断开 D) 已知某个结点的位

25、置后，能够容易的找到它的直接前件当循环队列非空且队尾指针等于队头指针时，说明循环队列已满，不能进行入队运算。这种情况称为 【2】 。用链表表示线性表的突出优点是 【1】 。,上溢,插入、删除灵活,1.7 栈和队列,1.7.1 栈和队列的定义 栈和队列是两种特殊的线性表，它们是运算时要受到某些限制的线性表，故也称为限定性的数据结构。,1 .栈,栈是限定仅在表尾进行插入或删除操作的线性表。栈顶表尾。栈底表头。空栈不含元素的空表。,进栈,出栈,栈s=(a1,a2,an),后进先出（LIFO）,2. 栈的顺序存储结构及其基本运算,用顺序存储结构表示的栈: 顺序栈用一组连续的存储单元存放自栈底到栈顶的数

26、据元素，一般用一维数组表示，设置一个简单变量top指示栈顶位置，称为栈顶指针，它始终指向待插入元素的位置。,基本运算：压（进）栈：PUSH出栈：POP读栈顶元素：gettop,例子：,空桟：topbase非空桟：top始终在桟顶元素的后一个位置,桟的元素个数：,top-base,上溢,下溢,3. 队列定义：一种特殊的线性结构，限定只能在表的一端进行插入，在 表的另一端进行删除的线性表 。此种结构称为先进先出（FIFO）表。,4.队列的顺序存储结构及其基本运算,空队列:非空队列:队列元素个数:,rear=front=-1,front始终指向队头元素前一个位置，而rear始终指向队尾元素的位置,r

27、ear-front,循环队列,基本思想：把队列设想为一个循环的表，臆想elem0接在elemmaxsize-1之后.,上溢,下溢,front=rear队满,front=rear队空,栈和队列的共同特点是 A)都是先进先出 B) 都是先进后出 C) 只允许在端点处插入和删除元素 D) 没有共同点如果进栈序列为e1,e2,e3,e4，则可能的出栈序列是 A) e3,e1,e4,e2 B) e2,e4,e3,e1 C) e3,e4,e1,e2D) 任意顺序一些重要的程序语言(如C语言和Pascal语言) 允许过程的递归调用。而实现递归调用中的存储分配通常用 A) 栈B) 堆 C) 数组 D) 链表,

28、例题讲解,栈底至栈顶依次存放元素A、B、C、D，在第五个元素E入栈前，栈中元素可以出栈，则出栈序列可能是 A) ABCED B) DCBEA C) DBCEA D) CDABE 栈通常采用的两种存储结构是 A) 线性存储结构和链表存储结构B) 散列方式和索引方式 C) 链表存储结构和数组 D) 线性存储结构和非线性存储结构栈和队列通常采用的存储结构是 【1】 。下列数据结构中，按先进后出原则组织数据的是 A) 线性链表 B) 栈 C) 循环链表 D) 顺序表当循环队列非空且队尾指针等于队头指针时，说明循环队列已满，不能进行入队运算。这种情况称为 【2】 。,链表存储结构和数组,上溢,由两个栈共

29、享一个存储空间的好处是A) 减少存取时间，降低下溢发生的机率 B) 节省存储空间，降低上溢发生的机率C) 减少存取时间，降低上溢发生的机率 D) 节省存储空间，降低下溢发生的机率下列关于栈的叙述中正确的是）在栈中只能插入数据 B）在栈中只能删除数据C）栈是先进先出的线性表 D）栈是后进先出的线性表下列关于队列的叙述中正确的是）在队列中只能插入数据 B）在队列中只能删除数据C）队列是先进先出的线性表 D）队列是后进先出的线性表,1.6.1 树的定义 由一个或多个结点组成的有限集合。仅有一个根结点，结点间有明显的层次结构关系。,现实世界中，能用树的结构表示的例子：学校的行政关系、书的层次结构、人类

30、的家族血缘关系等。,1.6 树,介绍几个概念：结点（Node）：树中的元素，包含数据项及若干指向其子树的分支。结点的度（Degree）：结点拥有的子树数。结点的层次：从根结点开始算起，根为第一层。叶子（Leaf）：度为零的结点，也称端结点。孩子（Child）：结点子树的根称为该结点的孩子结点。兄弟（Sibling）：同一双亲的孩子。双亲（Parent）：孩子结点的上层结点，称为这些结点的 双亲。树的深度（Depth)： 树中结点的最大层次数。树的度：结点所具有的最大的度.森林（Forest）：M棵互不相交的树的集合。,1.6.2 二叉树 （Binary Tree）,1 、二叉树的定义及其性质

31、(1) 二叉树的定义,二叉树的五种基本形态,二叉树一种特殊的树形结构，特点是树中每个结点最多只能有两棵子树(即二叉树中不存在度大于2的结点)，且子树有左右之分，次序不能颠倒。,二叉树是n(n0)个结点的有限集合。它或为空数(n=0),或由一个根结点和两棵分别称为根的左子树和右子树的互不相交的二叉树组成。,特别要注意：二叉树不是一般树的特殊情况,而是另一种树形结构.,a,a,b,b,两棵不同的二叉树,一棵树,性质1:二叉树的第i层上至多有2 i-1（i 1）个结点。,(2) 二叉树的基本性质,第三层上(i=3)，有23-1=4个节点。第四层上(i=4)，有24-1=8个节点。,性质2: 深度为k

32、的二叉树中至多含有2k-1个结点。,性质：对任何一棵二叉树T，如果其终端结点数为n0,度 为2的结点数为n2,则n0=n2+1。,证明： 设n1为二叉树T中度为1的结点数； 二叉树中所有结点的度均小于或等于2 其结点总数为： n=n0+n1+n2 二叉树中除了根结点外，其余结点都有一个分支进入 设分支总数为B； 则 n=B+1; 二叉树的分支是由度为1或2的结点射出的 B=n1+2*n2 n=n1+2*n2+1=n0+n1+n2 n0=n2+1,满二叉树,特点：每一层上都含有最大结点数。,完全二叉树,特点：(1)除最后一层外，每一层都取最 大结点数，(2)最后一层结点都集中在该层最左边的若干位

33、置。,性质：具有n个结点的完全二叉树的深度为,例：n=2 k=2 n=6 k=3 n=7 k=3 n=8 k=4 n=12 k=4,性质：如果对一棵有n个结点的完全二叉树的结点按层 序编号，则对任一结点i(1=i=n)有：,(2)如果2in,则结点i无左孩子(结点i为叶子结点); 否则其左孩子Lchild(i)是结点2i。 (3)如果2i+1n,则结点i无右孩子; 否则其右孩子Rchild(i)是结点2i+1。,例：,i=1 是树的根,无双亲;其左孩子为2*i=2,右孩子为2*i+1=3 .,2*i=1812 2*i+1=1912 其无左、右孩子。,2*i+1=1312 其无右孩子。,树与二叉

34、树的区别,A树和二叉树的结点个数最少都可为0。B树中结点的最大度数没有限制，二叉树结点最大度数为2。C树的结点无左、右之分，二叉树的结点子树有明确的左、右之分。,3个结点的树,3个结点的二叉树,2、二叉树的存储结构,(2) 链式存储结构,T16,若父结点在数组中i下标处，其左孩子在2*i处，右孩子在2*i+1处。,(1) 顺序存储结构,(1) 顺序存储结构,2h-1=,24-1 = 15,用一组连续的存储单元存放二叉树的数据元素。结点在数组中的相对位置蕴含着结点之间的关系。,一般二叉树必须按完全二叉树的形式存储，将造成存储的浪费。,(2)、链式存储结构,链式存储结构,二叉链表三叉链表,二叉链表

35、：,二叉链表的结点包含三个域：数据域、左、右指针域。,例：,三叉链表：,三叉链表的结点包含四个域： 数据域、左、右、双亲指针域。,例：,链式存储结构的特点： （1）操作便于实现 （2）结构复杂,1.6.3 二叉树的遍历 查找某个结点，或对二叉树中全部结点进行某种处理，就需要遍历。（1）遍历定义及遍历算法 遍历是指按某条搜索路线寻访树中每个结点，且每个结点只被访 问一次。 按先左后右的原则，一般使用三种遍历：先序遍历(D L R): 访问根结点，按先序遍历左子树，按先序遍历右子树。中序遍历(L D R): 按中序遍历左子树，访问根结点，按中序遍历右子树。后序遍历(L R D): 按后序遍历左子树

36、，按后序遍历右子树，访问根结点。 二叉树为空时，执行空操作，即空二叉树已遍历完。,（2）遍历算法,先序遍历：D L R中序遍历：L D R后序遍历：L R D,A,D,B,C,D L R,以先序遍历D L R为例演示遍历过程,ABDC,BDAC,DBCA,L D R,L D R,a,+,L D R,b,*,LDR,c,-,d,-,LDR,e,/,f,中序遍历示图,已知二叉树后序遍历序列是dabec，中序遍历序列是debac，它的前序遍历序列是 A) acbed B) decab C) deabc D) cedba 已知一棵二叉树前序遍历和中序遍历分别为ABDEGCFH和DBGEACHF，则该二

37、叉树的后序遍历为 A) GEDHFBCA B) DGEBHFCA C) ABCDEFGH D) ACBFEDHG树是结点的集合，它的根结点数目是 A) 有且只有1B) 1或多于1 C) 0或1D) 至少2下列叙述中正确的是 A) 线性表是线性结构B) 栈与队列是非线性结构 C) 线性链表是非线性结构D) 二叉树是线性结构,例题讲解,在深度为5的满二叉树中，叶子结点的个数为 A) 32B) 31 C) 16 D) 15 若某二叉树的前序遍历访问顺序是abdgcefh，中序遍历访问顺序是dgbaechf，则其后序遍历的结点访问顺序是 A) bdgcefha B) gdbecfha C) bdgae

38、chf D) gdbehfca在树结构中，树根结点没有 【1】 。具有3个结点的二叉树有 A) 2种形态 B) 4种形态 C) 7种形态 D) 5种形态设一棵二叉树中有3个叶子结点，有8个度为1的结点，则该二叉树中总的结点数为 A) 12 B) 13 C) 14D) 15,双亲结点,设有下列二叉树： 对此二叉树前序遍历的结果为A) ZBTTCPXA B) ATBZXCTP C) ZBTACTXP D) ATBZXCPT设有下列二叉树：对此二叉树的中序遍历的结果为A) ABCDEF B) DBEAFC C) ABDECF D) DEBFCA,设树T的度为4,其中度为1、2、3、4的结点个数分别为

39、4、2、1、1。则T中的叶子结点数为A）8 B）7 C）6 D）5设一棵完全二叉树共有700个结点，则该二叉树中有（ ）个叶子结点。 在一个容量为15的循环队列中，若头指针front=6，尾指针rear=9，则该循环队列中共有（ ）个元素。设一棵二叉树的中序遍历结果为DBEAFC，前序遍历结果为ABDECF，则后序遍历结果为（ ）。,350,3,DEBFCA,1.7 查找和排序,顺序查找与二分查找算法基本排序算法（交换类排序、选择类排序、插入类排序）,1.7.1 查找,查找是在一个给定的数据结构中，根据给定的条件查找满足条件的结点。不同的数据结构采用不同的查找方法。查找的效率直接影响数据处理的

40、效率。查找的结果：查找成功：找到满足条件的结点查找失败：找不到满足条件的结点。,1.7.1.1 顺序查找（线性查找）,查找过程： 对给定的一关键字K，从线性表的一端开始，逐个进行记录的关键字和K的比较，直到找到关键字等于K的记录或到达表的另一端。可以采用从前向后查，也可采用从后向前查的方法。在平均情况下，大约要与表中一半以上元素进行比较，效率较低。平均查找长度较大。 最好情况：1 最坏情况：n在下面两种情况下只能采取顺序查找： a. 线性表为无序表（元素排列是无序的）； b. 即使是有序线性表，但采用的是链式存储结构。,1.7.1.2 折半查找（二分法查找）,思想：先确定待查找记录所在的范围，

41、然后逐步缩小范围，直到找到或确认找不到该记录为止。 前提：必须在具有顺序存储结构的有序表中进行。分三种情况： 1）若中间项的值等于x,则说明已查到。 2）若x小于中间项的值,则在线性表的前半部分查找； 3）若x大于中间项的值，则在线性表的后半部分查找。特点：比顺序查找方法效率高。最坏的情况下，需要比较 log2n次。,1.7.2 排序,1.7.2.1 概述 1、排序的功能： 将一个数据元素（或记录）的 任意序 列，重新排成 一个按关键字有序的序列。 2、排序过程的组成步骤： 首先比较两个关键字的大小； 然后将记录从一个位置移动到另一个位置。,排序方法,插入排序,选择排序,交换排序,归并排序,简

42、单插入排序,希尔排序,简单选择排序,堆排序,起泡排序,快速排序,1.7.2.2 插入排序 简单插入、希尔排序,1、简单插入排序: 基本思想：从数组的第2号元素开始，顺序从数组中取出元素，并将该元素插入到其左端已排好序的数组的适当位置上。,该算法适合于n 较小的情况，时间复杂度为O(n2).,待排元素序列：53 27 36 15 69 42第一次排序： 27 53 36 15 69 42第二次排序： 27 36 53 15 69 42第三次排序： 15 27 36 53 69 42第四次排序： 15 27 36 53 69 42第五次排序： 15 27 36 42 53 69 直接插入排序示例,

43、对于有n个数据元素的待排序列，插入操作要进行n-1趟,最坏情况下： 需要n(n-1)/2次比较最好： n-1次比较,希尔排序：,希尔排序的基本思想: 先将整个待排记录序列分割成为若干子序列分别进行直接插入排序,待整个序列中的记录“基本有序”时,再对全体记录进行一次直接插入排序.最坏情况下：需要O(n1.5 )次比较,1、简单选择排序 思想：首先从1n个元素中选出关键字最小的记录交换到第一个位置上。然后再从第2 个到第n个元素中选出次小的记录交换到第二个位置上，依次类推。,1.7.2.3 选择排序 简单选择排序、堆排序,初态,8 3 9 1 6,8 3 9 1 6,8 3 9 1 6,8 3 9

44、 1 6,1 3 9 8 6,1 3 9 8 6,1 3 9 8 6,时间复杂度为O(n2)， 适用于待排序元素较少的情况。,比较次数： n(n-1)/2次,2、堆排序（也是一种选择排序） 堆是具有特定条件的顺序存储的完全二叉树，其特定条件是：任何一个非叶子结点的关键字大于等于（或小于等于）子女的关键字的值。,(a):堆顶元素取最大值,(b):堆顶元素取最小值,堆排序需要比较的次数为O(nlog2n),(1) 堆的示例,1.7.2.4 交 换 排 序交换排序的特点在于交换。有冒泡和快速排序两种。 1、冒泡排序（起泡排序）思想：小的浮起，大的沉底。从左端开始比较。第一趟：第1个与第2个比较，大则

45、交换；第2个与第3个比较， 大则交换，关键字最大的记录交换到最后一个位置上；第二趟：对前n-1个记录进行同样的操作，关键字次大的记录交换 到第n-1个位置上； 依次类推，则完成排序。,第六趟排序后,第五趟排序后,第四趟排序后,第三趟排序后,第二趟排序后,第一趟排序后,初始关键字,思想：小的浮起，大的沉底。,排序n个记录最多需要n-1趟冒泡排序正序：比较次数为O(n-1) 逆序：比较次数为O(n(n-1)/2) 适合于数据较少的情况。,2、快速排序 (对冒泡排序的改进） 思想：通过一趟排序将待排序列分成两部分，使其中一部分记录的关键字均比另一部分小，再分别对这两部分排序，以达到整个序列有序。时间

46、复杂度：O(log2n) 当待排序列逆序时，蜕变成冒泡排序，时间复杂度: O(n(n-1)/2),1.7.2.5 内部排序方法的选择各种排序方法各有优缺点，故在不同情况下可作不同的选择。通常需考虑的因素有：待排序的记录个数；记录本身的大小；记录的键值分布情况等。 若待排序的记录个数n较小时，可采用简单排序方法。 若n 较大时，应采用快速排序或堆排序。 若待排序的记录已基本有序，可采用简单插入和起泡 排序。,查找:,排序:,n-1n(n-1)/2,n1.5,n(n-1)/2,nlog2n,n-1n(n-1)/2,log2n,n(n-1)/2,正序的表、n小的表,与表的初始数据无关、n小的表,正序

47、的表、n小的表,n大的表,但逆序的表会蜕变为起泡排序,借助辅助空间最多的方法,n大的表,在长度为n的有序线性表中进行二分查找。最坏的情况下，需要的比较次数为 【2】 。长度为n的顺序存储线性表中，当在任何位置上插入一个元素概率都相等时，插入一个元素所需移动元素的平均个数为 【1】 。 假设线性表的长度为n，则在最坏情况下，冒泡排序需要的比较次数为 A) log2n B) n2 C) O(n1.5) D) n(n-1)/2已知数据表A中每个元素距其最终位置不远，为节省时间，应采用的算法是 A) 堆排序B) 直接插入排序 C) 快速排序 D) 直接选择排序,例题讲解,log2n,n/2,冒泡排序算

48、法在最好的情况下的元素交换次数为 【1】 。 在最坏情况下，堆排序需要比较的次数为 【2】 。 最简单的交换排序方法是 A) 快速排序 B) 选择排序 C) 堆排序D) 冒泡排序排序是计算机程序设计中的一种重要操作，常见的排序方法有插入排序、 【1】 和选择排序等。,0,nlog2n,交换排序,在下列几种排序方法中，要求内存量最大的是 A) 插入排序 B) 选择排序 C) 快速排序D) 归并排序在待排序的元素序列基本有序的前提下，效率最高的排序方法是 A) 冒泡排序 B) 选择排序 C) 快速排序 D) 归并排序 希尔排序属于 A) 交换排序 B) 归并排序 C) 选择排序D) 插入排序对长度

49、为n的线性表进行顺序查找，在最坏的情况下所需要的比较次数为) n+1 B) n C) (n+1)/2 D) n/2,2.程序设计基础,2.1 程序设计方法与风格,2.1.1 程序设计方法结构化设计方法面向对象程序设计方法,1. 源程序的文档化符号的命名:见名知意注释（序言性和功能性注释）程序的视觉组织:空格、空行、缩进。2. 数据说明数据说明的次序应该规范化变量安排有序化对复杂数据结构应注释说明3. 语句的结构每条语句简单明了尽量不用或少用GOTO语句尽量只采用3种基本控制结构编程4. 输入和输出对所有输入数据进行校验和合理性检查输入输出格式保持一致设计良好的输出报表,清晰第一，效率第二,2.

50、1.2 程序设计风格,2.2 结构化程序设计,2.2.1 基本概念基本思想 对大型的程序设计，使用一些基本的结构来设计程序，无论多复杂的程序，都可以使用这些基本结构按一定的顺序组合起来。这些基本结构的特点都是只有一个入口、一个出口。由这些基本结构组成的程序就避免了任意转移、阅读起来需要来回寻找的问题。三种基本结构顺序结构选择结构循环结构三种基本结构的特点只有一个入口只有一个出口每一个基本结构中的每一部分都有机会执行到结构内不存在“死循环”,2.2.2 设计原则自顶向下（先总体，后细节）逐步求精（设计子目标过渡）模块化 （分解总目标）限制使用goto语句,结构化程序设计方法特点要求把程序的结构规