本书是一本综合讲述数据结构及其算法的入门书，力求简洁、清晰、严谨且易于学习和掌握。

全书从基本的数据结构概念开始讲解，包括数组结构、队列、堆栈、树结构、排序、查找等；接着介绍常用的算法，包括分治法、递归法、贪心法、动态规划法、迭代法、枚举法、回溯法等，每个经典的算法都提供了C程序设计语言编写的完整范例程序；最后在每章末尾都安排了大量的习题，这些题目包含各类考试的例题，希望读者能灵活地应用所学的各种知识。

本书图文并茂，叙述简洁、清晰，范例丰富、可操作性强，针对具有一定编程能力又想提高编程“深度”的非信息专业类人员或学生，是一本数据结构普及型的教科书或自学参考书。

吴灿铭,现任荣钦科技股份有限公司执行长，美国Rochester Institute of Technology计算机科学研究所毕业，长期从事信息教育及计算机图书写作的工作，计算机图书著作包括计算器概论、数据结构、办公室电子数据处理、互联网等相关题材，并监制过多套游戏以及教学软件的研发。

目 录

第1章 进入算法的世界 1

1.1 生活中处处都存在算法 2

1.1.1 算法的定义 3

1.1.2 算法的条件 4

1.1.3 时间复杂度O(f(n)) 6

1.2 常见算法介绍 8

1.2.1 分治法 8

1.2.2 递归法 9

1.2.3 贪心法 12

1.2.4 动态规划法 13

1.2.5 迭代法 14

1.2.6 枚举法 15

1.2.7 回溯法 16

课后习题 21

第2章 常用数据结构 23

2.1 认识数据结构 23

2.2 数据结构的种类 26

2.2.1 数组 26

2.2.2 链表 28

2.2.3 堆栈 29

2.2.4 队列 30

2.3 树结构 32

2.3.1 树的基本概念 32

2.3.2 树结构专有名词的简介 33

2.3.3 二叉树 34

2.4 图论简介 35

2.5 哈希表 37

课后习题 38

第3章 排序算法 40

3.1 认识排序 41

3.2 冒泡排序法 42

3.3 选择排序法 44

3.4 插入排序法 47

3.5 希尔排序法 49

3.6 合并排序法 52

3.7 快速排序法 53

3.8 基数排序法 56

课后习题 58

第4章 查找与哈希算法 60

4.1 常见查找算法的介绍 61

4.1.1 顺序搜索法 61

4.1.2 二分查找法 63

4.1.3 插值查找法 65

4.2 常见的哈希法简介 67

4.2.1 除留余数法 67

4.2.2 平方取中法 68

4.2.3 折叠法 69

4.2.4 数字分析法 70

4.3 碰撞与溢出问题的处理 71

4.3.1 线性探测法 71

4.3.2 平方探测法 73

4.3.3 再哈希法 73

课后习题 74

第5章 数组与链表算法 76

5.1 矩阵 76

5.1.1 矩阵相加 77

5.1.2 矩阵相乘 78

5.1.3 转置矩阵 80

5.2 建立单向链表 81

5.2.1 单向链表的串接 83

5.2.2 单向链表节点的删除 85

5.2.3 单向链表的反转 89

课后习题 92

第6章 堆栈与队列算法 94

6.1 以数组来实现堆栈 94

6.2 以链表来实现堆栈 97

6.3 汉诺塔问题的求解算法 100

6.4 八皇后问题的求解算法 105

6.5 以数组来实现队列 108

6.6 以链表来实现队列 111

6.7 双向队列 115

6.8 优先队列 119

课后习题 120

第7章 树结构及其算法 121

7.1 以数组实现二叉树 122

7.2 以链表实现二叉树 125

7.3 二叉树遍历 128

7.4 二叉树节点的查找 132

7.5 二叉树节点的插入 134

7.6 二叉树节点的删除 136

7.7 堆积树排序法 139

课后习题 145

第8章 图结构及其算法 147

8.1 图的遍历 147

8.1.1 深度优先遍历法 148

8.1.2 广度优先遍历法 151

8.2 最小生成树 155

8.2.1 Prim算法 156

8.2.2 Kruskal算法 157

8.3 图的最短路径法 161

8.3.1 Dijkstra算法与 A* 算法 162

8.3.2 Floyd算法 168

课后习题 172

附录A 课后习题与解答 174

前 言

从1972年Dennis Ritchie在贝尔实验室发明C语言之始，再加上Linux与开放源代码的发展，使得C语言影响力日益强大。C语言之所以长时间以来屹立不倒，除了是一种结构化的程序设计语言外，还具备强悍的硬件处理能力，C语言同时具有高级程序设计语言与低级程序设计语言的特性，因而它又被人们称为中级程序设计语言。

所谓“数据结构”，其实就是讲述基于数据结构的算法，就是为解决问题所采取的方法和步骤，是培养程序设计逻辑的基础理论。程序解决问题的能力是否有效率，数据结构及算法就是其中的关键。市面上有许多数据结构相关的书籍，常会介绍大量的理论或是在书上举例去表达数据结构及算法的核心概念，帮助用户理解各种数据结构及算法的核心概念，但是这类书缺乏完整的结合程序设计语言的实现实例，因而对于第一次接触数据结构的初学者来说，将它们运用于实际应用就成了跨不过去的鸿沟。

为了帮助更多人用比较轻松的方式了解各种算法的重点，包括分治法、递归法、贪心法、动态规划法、迭代法、枚举法、回溯法等，以及应用不同算法所延伸出的重要数据结构（例如数组、链表、堆栈、队列、树、图、排序、查找、哈希等），本书特别采用丰富的图例来阐述数据结构及算法的基本概念，并将数据结构及算法概念进行言简意赅的诠释和举例，同时使用C语言编程实现算法，以期能将各种数据结构及算法真正应用于学习者将来的程序设计中。因此，这是一本学习数据结构的入门教科书。

然而，一本好的数据结构教科书，除了内容的完备专业外，更需要有清楚易懂的结构安排及表达方式。希望本书可以帮助读者在轻松的学习氛围下对算法这门基础理论有比较深刻的认识。

作者敬笔