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第1部分 算法分析与程序设计基础3

第1章 算法的基本概念3

1.1算法的基本概念3

1.1.1算法的特征3

1.1.2算法的4个标准4

1.1.3算法的描述形式5

1.2算法复杂性分析框架6

1.2.1增长次数6

1.2.2渐进符号6

1.2.3时间复杂度7

1.2.4空间复杂度9

本章小结10

课后习题10

第2章C++算法程序设计基础12

2.1 C++语言概述12

2.1.1 C++语言的优势12

2.1.2 C++语言的内容13

2.1.3编程工具13

2.2 C++程序结构初步17

2.2.1预处理指示符初步17

2.2.2注释17

2.2.3基本输入／输出17

2.3使用C++语言编写简单代码17

2.3.1面向过程的C语言18

2.3.2面向过程的C++语言18

2.3.3面向对象的C++语言19

2.4 C++面向对象基础23

2.4.1数据成员24

2.4.2成员函数24

2.4.3类对象成员的访问26

2.4.4类的访问限制27

2.4.5动态内存分配28

2.4.6 C++程序内存分配30

2.5构造函数和析构函数30

2.5.1构造函数的概念30

2.5.2析构函数的概念31

2.5.3带参数的构造函数32

2.5.4重载构造函数33

2.6类中的this指针34

2.7类中的const修饰符35

2.7.1常对象35

2.7.2常成员函数36

2.7.3常数据成员37

2.8模板的基本概念37

2.8.1使用模板的必要性37

2.8.2模板的分类38

2.9函数模板38

2.9.1函数模板的定义38

2.9.2使用函数模板38

2.9.3函数模板的重载40

2.10类模板41

2.10.1类模板的定义41

2.10.2使用类模板41

2.11继承的基本概念43

2.11.1继承的必要性43

2.11.2继承的实现方式45

2.11.3继承中的静态数据成员47

2.12基类和派生类的关系48

2.12.1基类指针48

2.12.2继承下的构造函数和析构函数49

2.12.3重写基类成员50

2.12.4调用基类成员函数51

2.13详解protected关键字53

2.14保护继承与私有继承54

2.14.1公有继承54

2.14.2私有继承55

2.14.3保护继承56

本章小结56

课后习题56

第2部分 算法设计数据结构基础61

第3章 线性数据结构基础61

3.1抽象数据类型61

3.2线性表基础61

3.2.1线性表定义及特点62

3.2.2顺序表62

3.2.3链表72

3.2.4数组与链表性能比较79

3.3栈与队列基础80

3.3.1栈80

3.3.2队列83

本章小结91

课后习题91

第4章 非线性数据结构基础93

4.1树与二叉树93

4.1.1树的基本概念93

4.1.2二叉树94

4.2树与二叉树的存储结构95

4.2.1二叉树的存储结构95

4.2.2树的存储结构96

4.2.3二叉树的遍历97

4.3图104

4.3.1图的基本概念104

4.3.2图的存储结构105

本章小结113

课后习题113

第5章 排序与搜索算法基础114

5.1排序算法的基本概念114

5.1.1排序的分类114

5.1.2排序算法的评价标准114

5.2简单排序算法114

5.2.1插入排序115

5.2.2选择排序117

5.2.3冒泡排序119

5.3快速排序121

5.4堆排序124

5.5归并排序127

5.6希尔排序130

5.7线性表查找133

5.7.1顺序查找134

5.7.2二分查找134

5.8树与图的搜索135

5.8.1二叉排序树搜索135

5.8.2 B-树136

5.8.3广度优先搜索138

5.8.4图的深度优先搜索140

本章小结141

课后习题141

第3部分 典型算法分析与问题求解147

第6章 递归与分治法算法设计147

6.1递归法147

6.1.1递归算法的特性148

6.1.2递归的执行过程148

6.2递归法应用举例148

6.2.1汉诺塔问题求解148

6.2.2斐波那契数列问题求解150

6.2.3八皇后问题151

6.3分治法154

6.3.1问题提出154

6.3.2分治法概述156

6.4分治法应用举例157

本章小结158

课后习题159

第7章 贪心算法设计161

7.1贪心法161

7.1.1问题提出161

7.1.2贪心法的基本思路162

7.2贪心法应用举例163

7.2.1背包问题163

7.2.2哈夫曼编码167

7.2.3单源最短路径173

7.2.4最小生成树177

本章小结184

课后习题185

第8章 动态规划算法设计187

8.1动态规划法187

8.1.1动态规划法的基本概念187

8.1.2多阶段决策188

8.1.3动态规划法适用条件189

8.1.4动态规划法解决问题的步骤189

8.2动态规划法应用举例190

8.2.1多源最短路径190

8.2.2最大公共子序列问题194

8.2.3导弹拦截问题197

本章小结200

课后习题200

第9章 回溯法算法设计202

9.1回溯法202

9.1.1回溯法的基本概念202

9.1.2回溯法的基本思想203

9.1.3回溯法求解问题的步骤204

9.2回溯法应用举例205

9.2.1小老鼠走迷宫问题205

9.2.2子集合问题209

9.2.3全排列问题210

9.2.4八皇后问题211

9.2.5 0-1背包问题213

本章小结216

课后习题216

第10章 分支限界算法设计218

10.1分支限界218

10.1.1分支限界法的基本思想218

10.1.2求解问题的适用条件和步骤219

10.1.3分支限界的优缺点219

10.2分支限界应用举例219

10.2.1 0-1背包问题219

10.2.2旅行售货员问题226

本章小结230

课后习题230

附录A部分习题参考答案232

参考文献235