| 开本：16开 |
| 纸张：胶版纸 |
| 包装：平装-胶订 |
| 是否套装：否 |
| 国际标准书号ISBN：9787302679066 |
| 丛书名：计算机技术开发与应用丛书 |
| 所属分类：图书>计算机/网络>程序设计>Java |
详细讲解多种数据结构的理论知识和实现方式 文字描述结合大量配图，说明详细、图示直观，并配套源码，便于读者运行、理解和学习
编辑推荐
本书按照循序渐进的顺序讲解了多种常见数据结构的相关定义、实现方式及应用场景，并通过提供配套代码、研读源码的方式，让读者能够通过体会代码实现细节的方式加深对各种常见数据结构从理论定义到实践落地过程的理解。本书除了阐述各种常见数据结构的基本定义外，还引申的讲解了常见数据结构内部隐含的特点，使读者能够更加全面地了解各种常见数据结构的特征和优缺点。
前 言
当今的世界上有数十亿甚至上百亿的电子设备正在运行，这其中包括了手机、计算机、平板电脑、游戏设备、智能家居、智能穿戴设备及自动驾驶汽车等电子产品。可以毫不夸张地说，有电子产品的地方就一定有编程语言；有编程语言的地方就一定有数据结构。因此，数据结构的相关知识已经成为行业从业者或者准从业者必不可少的专业技能之一。
数据结构是一门用来研究如何在计算机内存中高效组织、存储和管理数据的学科，数据结构提供了一种抽象的方式来描述数据的逻辑关系和操作方式。数据结构涉及各种不同的结构类型，例如数组、链表、栈、队列、树、图等。每种数据结构都有其独特的特点和适用场景。通过选择合适的数据结构可以有效地组织和操作数据，提高程序的效率和性能。
同时数据结构还是算法分析与设计的前置知识。例如在对一组数据执行排序、查找等算法之前，首先需要通过数据结构的相关知识，实现对这些数据进行规律性存储等，而类似的案例在算法的实际开发场景中比比皆是。由此可见，数据结构和算法关联密切，一个高效的算法往往需要建立在合适的数据结构基础之上。了解数据结构的特点和性能能够帮助算法工程师设计出更加高效和可扩展的算法。
学习数据结构的重要性
学习数据结构的重要性体现在许多方面。当今的世界上有数十亿甚至上百亿的电子设备正在运行，这其中包括了手机、计算机、平板电脑、游戏设备、智能家居、智能穿戴设备及自动驾驶汽车等电子产品。可以毫不夸张地说，有电子产品的地方就一定有编程语言；有编程语言的地方就一定有数据结构。因此，数据结构的相关知识已经成为行业从业者或者准从业者必不可少的专业技能之一。
数据结构是一门用来研究如何在计算机内存中高效组织、存储和管理数据的学科，数据结构提供了一种抽象的方式来描述数据的逻辑关系和操作方式。数据结构涉及各种不同的结构类型，例如数组、链表、栈、队列、树、图等。每种数据结构都有其独特的特点和适用场景。通过选择合适的数据结构可以有效地组织和操作数据，提高程序的效率和性能。
同时数据结构还是算法分析与设计的前置知识。例如在对一组数据执行排序、查找等算法之前，首先需要通过数据结构的相关知识，实现对这些数据进行规律性存储等，而类似的案例在算法的实际开发场景中比比皆是。由此可见，数据结构和算法关联密切，一个高效的算法往往需要建立在合适的数据结构基础之上。了解数据结构的特点和性能能够帮助算法工程师设计出更加高效和可扩展的算法。
学习数据结构的重要性
学习数据结构的重要性体现在许多方面。
第一，在国内高等教育的计算机相关专业课程体系当中，数据结构及其课程设计通常被设置为专业必修课程。这其中，课程理论部分会为学生讲解常见数据结构的基本原理、使用场景及操作方式等内容，而课程设计部分则要求学生根据已经学习的数据结构理论知识，结合一门编程语言进行具体实现，通过实践的方式加强学生对数据结构相关知识的理解与掌握。以此而言，在国内的计算机高等教育阶段，对数据结构这一学科的重视程度是非常高的。
第二，在国内计算机方向研究生考试的多数初试命题体系中，数据结构占据了较高的分值。此外，一些高校的计算机研究生在复试过程中，还会要求考生对一些数据结构和相关基础算法进行上机实现，以此判断考生是否已经达到进一步研究计算机高级知识的学术水平。由此可见，数据结构在国内计算机方向的研究生考试中同样占据着重要地位。
第三，对于行业的从业者或者准从业者来讲，经常会在笔试、面试的环节当中遇到数据结构及相关算法的内容。面试官不仅能通过面试者对于数据结构及相关算法的掌握程度，判断出面试者对计算机相关理论知识的掌握是否充足，而且还能够以此对面试者的逻辑思维能力做出相应的评价，并且在进入开发岗位后，在对一些底层核心业务的实现过程中，同样需要数据结构的相关知识，对代码的运行时间、运行空间进行优化，因此，数据结构在从业就业和实际开发领域同样具有举足轻重的地位。
综合上述诸多方面的因素，不论是计算机相关专业的在校学生，还是已经进入行业的从业者都应该重视对数据结构相关知识的掌握，并具备对相关理论知识进行动手实践的能力。
如何学习数据结构
从传统的学术角度来讲，数据结构这一学科对于理论知识的学习要求尤为突出，但是就计算机科学领域整体而言，任何一门理论知识存在的目的及最终价值都能够通过编程语言进行落地实现，并以此解决一些在实际开发过程中遇到的问题。因此，如果想要全面、扎实地掌握数据结构这一学科的相关内容，则至少应该做到如下两点。
第一，有顺序、成体系地学习数据结构的理论知识。在数据结构的知识体系中，很多知识点之间存在逻辑上的先后学习顺序。例如在学习常见的查找算法和排序算法之前，应该首先掌握数据批量存储结构的相关知识；在对树结构的相关知识进行研究之前，则至少应该了解链式存储结构的相关内容等。除此之外，数据结构本身又是一门体系性极强的学科，其中一些理论知识是对其他理论知识的优化与补充，因此在对数据结构的学习过程中决不能断章取义、以点带面，必须在对一个问题所涉及的相关知识进行全面理解与掌握后才能对其进行整体层面上的审视与分析。因此，本书对知识点的讲解顺序进行了一定的编排，力求能使读者循序渐进地对本书的理论内容全面地进行了解。
第二，通过理论与实践相结合的方式对数据结构的相关知识进行学习。前面提到在计算机领域当中，任何一门理论知识存在的最终价值都需要通过代码落地、解决实际问题的方式进行体现，数据结构也不例外。通过程序语言对具体的数据结构及相关算法进行实现不仅对理论知识的理解与掌握大有裨益，而且这一过程还能有效地提升实现者的逻辑思维能力。为了方便广大读者进行讨论与研究，本书以目前主流编程语言中的语言为基础对本书所讨论的绝大部分数据结构及相关算法进行了实现。需要注意的是，虽然本书提供了相关的配套代码，但是因为笔者水平的局限，配套代码仅用于简单的效果展示与流程说明。如果需要将示例代码的内容用于实际生产场景，则需读者根据具体的业务逻辑要求自行更改。
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致谢
值此本书出版之际，请允许我谨以本书作者的身份对所有帮助我、支持我的团体及个人致以诚挚的谢意。
首先我要向刘学愚老师表达谢意。如果没有刘老师的深刻启发与谆谆教诲，我也不会想到要将这些知识总结整理成文字，也就更不会有本书的问世。
其次还要感谢我所在工作单位的各位领导与同事。本书编写时间较长，是你们在此期间不断支持我、鼓励我，并在我写书期间始终不离不弃，解决了我所有的后顾之忧。
第三还要向我的三位学生邓云飞、李光敏、杨杰（排名不分先后）致以谢意。感谢三位同学在本书校对期间做出的卓越贡献。祝愿你们在未来的从业之路上不断精进、大展宏图。
最后还要向本书的所有读者致以谢意，感谢各位读者对本书的鼓励与支持。
因本人水平有限，书中难免存在不妥之处，还请各位读者见谅并提出宝贵意见。
塔拉年月于哈尔滨
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目 录
第章绪论
时间复杂度
空间复杂度
第章数组与链表
数组结构
数组的创建与基本操作
数组内存特性分析
内存中的多维数组
链表结构
基本概念普及
链表内存特性分析
链表衍生结构
第章栈和队列
栈结构第章绪论
时间复杂度
空间复杂度
第章数组与链表
数组结构
数组的创建与基本操作
数组内存特性分析
内存中的多维数组
链表结构
基本概念普及
链表内存特性分析
链表衍生结构
第章栈和队列
栈结构
栈结构概述
栈结构的实现
栈结构的应用场景
队列结构
队列结构概述
队列结构的实现
队列结构的应用场景
队列结构的衍生
第章递归、查找与排序
递归
简单的递归案例
递归结构基础
递归结构进阶
查找
二分查找
插值查找
斐波那契查找
排序
排序算法的稳定性
冒泡排序
选择排序
插入排序
希尔排序
归并排序
快速排序
堆排序
计数排序
桶排序
第章字符串
基本概念与实现
字符串的基本概念
中的类
字符串匹配算法
通用定义
算法
算法
算法
算法
算法
第章树结构
树结构基础
树的基础概念
树的遍历操作
二叉树
二叉树的定义
二叉树的基本性质
满二叉树和完全二叉树
二叉树的遍历操作
通过深度优先遍历序列构建二叉树
树、森林与二叉树的转换
哈夫曼树与哈夫曼编码译码器
哈夫曼树的构建
获取明文字符的哈夫曼编码
文本编码与译码
线索二叉树与遍历
线索二叉树的节点定义方式
二叉树的线索化
线索二叉树的遍历
二叉树的遍历
二叉排序树
二叉排序树的结构特点
二叉排序树的增删查找
二叉排序树退化为单链表的情况
平衡二叉树（树）
树节点的旋转方式
节点增删导致不平衡的情况
树与平衡二叉树的对比
树
树的结构特点
树的增删查找
红黑树
红黑树的平衡策略与染色规则
树向红黑树的转换
红黑树的节点增删与结构调整
树与 树
树结构
树结构
树与 树在实际应用方面的区别
字典树（树）
字典树的结构特点
字典树的基本功能与实现方式
字典树的时间复杂度与空间复杂度
树状数组
前置知识非负整数的操作
树状数组的构建方式
树状数组的基本操作
差分数组与基本操作
第章堆结构
堆结构基础
二叉堆
二叉堆的存储方式与特性
二叉堆的元素添加操作
二叉堆的堆顶元素删除操作
二叉堆与问题
左式堆与斜堆
左式堆
斜堆
二项堆
二项树结构
二项堆的结构特点
二项堆的合并操作
二项堆的元素添加操作
二项堆的堆顶元素删除操作
第章散列表
散列表的基本概念
散列函数的常见实现方式
前置知识整数的模运算
直接定址法
除留余数法
数字分析法
平方取中法
叠法
随机数法
全域散列法
散列表常见实现方式
开放地址法实现散列表
链地址法实现散列表
完全散列的实现
散列表的平均查找长度
中的散列表
中的与方法
类与类
第章图结构
图结构基础
图的基础概念
图的表示方式
图的遍历操作
无向带权图的最小生成树问题
普里姆算法
克鲁斯卡尔算法
普里姆算法与克鲁斯卡尔算法的比较
有向带权图的最短路径问题
迪杰斯特拉算法求解有向带权图的单源最短路径
弗洛伊德算法求解有向带权图的多源最短路径
网和拓扑排序问题
网和关键路径问题
参考文献
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作者简介
塔拉，国家认证的软件开发工程师、认证的开发工程师。毕业于黑龙江大学计算机科学技术专业，毕业后从事软件研发工作，并于年正式进入教育行业。从业期间曾在多家教育机构及高校从事讲师、课程研发工作，至今已授业数百名学员，积累了丰富的教育教学经验，对行业教学内容及教育体系有深入了解。从事教育行业过程中，作者坚持研究各种应用底层原理与编程思想，在数据结构、通用型算法及设计模式等方面有所心得。
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本书按照循序渐进的顺序讲解了多种常见数据结构的相关定义、实现方式及应用场景，并通过提供配套代码、研读源码的方式，让读者能够通过体会代码实现细节的方式加深对各种常见数据结构从理论定义到实践落地过程的理解。本书除了阐述各种常见数据结构的基本定义外，还引申的讲解了常见数据结构内部隐含的特点，使读者能够更加全面地了解各种常见数据结构的特征和优缺点。
前 言
当今的世界上有数十亿甚至上百亿的电子设备正在运行，这其中包括了手机、计算机、平板电脑、游戏设备、智能家居、智能穿戴设备及自动驾驶汽车等电子产品。可以毫不夸张地说，有电子产品的地方就一定有编程语言；有编程语言的地方就一定有数据结构。因此，数据结构的相关知识已经成为行业从业者或者准从业者必不可少的专业技能之一。
数据结构是一门用来研究如何在计算机内存中高效组织、存储和管理数据的学科，数据结构提供了一种抽象的方式来描述数据的逻辑关系和操作方式。数据结构涉及各种不同的结构类型，例如数组、链表、栈、队列、树、图等。每种数据结构都有其独特的特点和适用场景。通过选择合适的数据结构可以有效地组织和操作数据，提高程序的效率和性能。
同时数据结构还是算法分析与设计的前置知识。例如在对一组数据执行排序、查找等算法之前，首先需要通过数据结构的相关知识，实现对这些数据进行规律性存储等，而类似的案例在算法的实际开发场景中比比皆是。由此可见，数据结构和算法关联密切，一个高效的算法往往需要建立在合适的数据结构基础之上。了解数据结构的特点和性能能够帮助算法工程师设计出更加高效和可扩展的算法。
学习数据结构的重要性
学习数据结构的重要性体现在许多方面。当今的世界上有数十亿甚至上百亿的电子设备正在运行，这其中包括了手机、计算机、平板电脑、游戏设备、智能家居、智能穿戴设备及自动驾驶汽车等电子产品。可以毫不夸张地说，有电子产品的地方就一定有编程语言；有编程语言的地方就一定有数据结构。因此，数据结构的相关知识已经成为行业从业者或者准从业者必不可少的专业技能之一。
数据结构是一门用来研究如何在计算机内存中高效组织、存储和管理数据的学科，数据结构提供了一种抽象的方式来描述数据的逻辑关系和操作方式。数据结构涉及各种不同的结构类型，例如数组、链表、栈、队列、树、图等。每种数据结构都有其独特的特点和适用场景。通过选择合适的数据结构可以有效地组织和操作数据，提高程序的效率和性能。
同时数据结构还是算法分析与设计的前置知识。例如在对一组数据执行排序、查找等算法之前，首先需要通过数据结构的相关知识，实现对这些数据进行规律性存储等，而类似的案例在算法的实际开发场景中比比皆是。由此可见，数据结构和算法关联密切，一个高效的算法往往需要建立在合适的数据结构基础之上。了解数据结构的特点和性能能够帮助算法工程师设计出更加高效和可扩展的算法。
学习数据结构的重要性
学习数据结构的重要性体现在许多方面。
第一，在国内高等教育的计算机相关专业课程体系当中，数据结构及其课程设计通常被设置为专业必修课程。这其中，课程理论部分会为学生讲解常见数据结构的基本原理、使用场景及操作方式等内容，而课程设计部分则要求学生根据已经学习的数据结构理论知识，结合一门编程语言进行具体实现，通过实践的方式加强学生对数据结构相关知识的理解与掌握。以此而言，在国内的计算机高等教育阶段，对数据结构这一学科的重视程度是非常高的。
第二，在国内计算机方向研究生考试的多数初试命题体系中，数据结构占据了较高的分值。此外，一些高校的计算机研究生在复试过程中，还会要求考生对一些数据结构和相关基础算法进行上机实现，以此判断考生是否已经达到进一步研究计算机高级知识的学术水平。由此可见，数据结构在国内计算机方向的研究生考试中同样占据着重要地位。
第三，对于行业的从业者或者准从业者来讲，经常会在笔试、面试的环节当中遇到数据结构及相关算法的内容。面试官不仅能通过面试者对于数据结构及相关算法的掌握程度，判断出面试者对计算机相关理论知识的掌握是否充足，而且还能够以此对面试者的逻辑思维能力做出相应的评价，并且在进入开发岗位后，在对一些底层核心业务的实现过程中，同样需要数据结构的相关知识，对代码的运行时间、运行空间进行优化，因此，数据结构在从业就业和实际开发领域同样具有举足轻重的地位。
综合上述诸多方面的因素，不论是计算机相关专业的在校学生，还是已经进入行业的从业者都应该重视对数据结构相关知识的掌握，并具备对相关理论知识进行动手实践的能力。
如何学习数据结构
从传统的学术角度来讲，数据结构这一学科对于理论知识的学习要求尤为突出，但是就计算机科学领域整体而言，任何一门理论知识存在的目的及最终价值都能够通过编程语言进行落地实现，并以此解决一些在实际开发过程中遇到的问题。因此，如果想要全面、扎实地掌握数据结构这一学科的相关内容，则至少应该做到如下两点。
第一，有顺序、成体系地学习数据结构的理论知识。在数据结构的知识体系中，很多知识点之间存在逻辑上的先后学习顺序。例如在学习常见的查找算法和排序算法之前，应该首先掌握数据批量存储结构的相关知识；在对树结构的相关知识进行研究之前，则至少应该了解链式存储结构的相关内容等。除此之外，数据结构本身又是一门体系性极强的学科，其中一些理论知识是对其他理论知识的优化与补充，因此在对数据结构的学习过程中决不能断章取义、以点带面，必须在对一个问题所涉及的相关知识进行全面理解与掌握后才能对其进行整体层面上的审视与分析。因此，本书对知识点的讲解顺序进行了一定的编排，力求能使读者循序渐进地对本书的理论内容全面地进行了解。
第二，通过理论与实践相结合的方式对数据结构的相关知识进行学习。前面提到在计算机领域当中，任何一门理论知识存在的最终价值都需要通过代码落地、解决实际问题的方式进行体现，数据结构也不例外。通过程序语言对具体的数据结构及相关算法进行实现不仅对理论知识的理解与掌握大有裨益，而且这一过程还能有效地提升实现者的逻辑思维能力。为了方便广大读者进行讨论与研究，本书以目前主流编程语言中的语言为基础对本书所讨论的绝大部分数据结构及相关算法进行了实现。需要注意的是，虽然本书提供了相关的配套代码，但是因为笔者水平的局限，配套代码仅用于简单的效果展示与流程说明。如果需要将示例代码的内容用于实际生产场景，则需读者根据具体的业务逻辑要求自行更改。
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源码等资源扫描目录上方的二维码下载。
致谢
值此本书出版之际，请允许我谨以本书作者的身份对所有帮助我、支持我的团体及个人致以诚挚的谢意。
首先我要向刘学愚老师表达谢意。如果没有刘老师的深刻启发与谆谆教诲，我也不会想到要将这些知识总结整理成文字，也就更不会有本书的问世。
其次还要感谢我所在工作单位的各位领导与同事。本书编写时间较长，是你们在此期间不断支持我、鼓励我，并在我写书期间始终不离不弃，解决了我所有的后顾之忧。
第三还要向我的三位学生邓云飞、李光敏、杨杰（排名不分先后）致以谢意。感谢三位同学在本书校对期间做出的卓越贡献。祝愿你们在未来的从业之路上不断精进、大展宏图。
最后还要向本书的所有读者致以谢意，感谢各位读者对本书的鼓励与支持。
因本人水平有限，书中难免存在不妥之处，还请各位读者见谅并提出宝贵意见。
塔拉年月于哈尔滨
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目 录
第章绪论
时间复杂度
空间复杂度
第章数组与链表
数组结构
数组的创建与基本操作
数组内存特性分析
内存中的多维数组
链表结构
基本概念普及
链表内存特性分析
链表衍生结构
第章栈和队列
栈结构第章绪论
时间复杂度
空间复杂度
第章数组与链表
数组结构
数组的创建与基本操作
数组内存特性分析
内存中的多维数组
链表结构
基本概念普及
链表内存特性分析
链表衍生结构
第章栈和队列
栈结构
栈结构概述
栈结构的实现
栈结构的应用场景
队列结构
队列结构概述
队列结构的实现
队列结构的应用场景
队列结构的衍生
第章递归、查找与排序
递归
简单的递归案例
递归结构基础
递归结构进阶
查找
二分查找
插值查找
斐波那契查找
排序
排序算法的稳定性
冒泡排序
选择排序
插入排序
希尔排序
归并排序
快速排序
堆排序
计数排序
桶排序
第章字符串
基本概念与实现
字符串的基本概念
中的类
字符串匹配算法
通用定义
算法
算法
算法
算法
算法
第章树结构
树结构基础
树的基础概念
树的遍历操作
二叉树
二叉树的定义
二叉树的基本性质
满二叉树和完全二叉树
二叉树的遍历操作
通过深度优先遍历序列构建二叉树
树、森林与二叉树的转换
哈夫曼树与哈夫曼编码译码器
哈夫曼树的构建
获取明文字符的哈夫曼编码
文本编码与译码
线索二叉树与遍历
线索二叉树的节点定义方式
二叉树的线索化
线索二叉树的遍历
二叉树的遍历
二叉排序树
二叉排序树的结构特点
二叉排序树的增删查找
二叉排序树退化为单链表的情况
平衡二叉树（树）
树节点的旋转方式
节点增删导致不平衡的情况
树与平衡二叉树的对比
树
树的结构特点
树的增删查找
红黑树
红黑树的平衡策略与染色规则
树向红黑树的转换
红黑树的节点增删与结构调整
树与 树
树结构
树结构
树与 树在实际应用方面的区别
字典树（树）
字典树的结构特点
字典树的基本功能与实现方式
字典树的时间复杂度与空间复杂度
树状数组
前置知识非负整数的操作
树状数组的构建方式
树状数组的基本操作
差分数组与基本操作
第章堆结构
堆结构基础
二叉堆
二叉堆的存储方式与特性
二叉堆的元素添加操作
二叉堆的堆顶元素删除操作
二叉堆与问题
左式堆与斜堆
左式堆
斜堆
二项堆
二项树结构
二项堆的结构特点
二项堆的合并操作
二项堆的元素添加操作
二项堆的堆顶元素删除操作
第章散列表
散列表的基本概念
散列函数的常见实现方式
前置知识整数的模运算
直接定址法
除留余数法
数字分析法
平方取中法
叠法
随机数法
全域散列法
散列表常见实现方式
开放地址法实现散列表
链地址法实现散列表
完全散列的实现
散列表的平均查找长度
中的散列表
中的与方法
类与类
第章图结构
图结构基础
图的基础概念
图的表示方式
图的遍历操作
无向带权图的最小生成树问题
普里姆算法
克鲁斯卡尔算法
普里姆算法与克鲁斯卡尔算法的比较
有向带权图的最短路径问题
迪杰斯特拉算法求解有向带权图的单源最短路径
弗洛伊德算法求解有向带权图的多源最短路径
网和拓扑排序问题
网和关键路径问题
参考文献
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作者简介
塔拉，国家认证的软件开发工程师、认证的开发工程师。毕业于黑龙江大学计算机科学技术专业，毕业后从事软件研发工作，并于年正式进入教育行业。从业期间曾在多家教育机构及高校从事讲师、课程研发工作，至今已授业数百名学员，积累了丰富的教育教学经验，对行业教学内容及教育体系有深入了解。从事教育行业过程中，作者坚持研究各种应用底层原理与编程思想，在数据结构、通用型算法及设计模式等方面有所心得。