图解数据结构–使用C#

以图解方式阐述数据结构的基本概念及应用，提高学习效率。
用C#语言来实践数据结构中的重要理论，以范例程序来说明数据结构的内涵。
提供丰富、完整的范例程序和每章课后习题源代码供读者下载使用，边学边实践。
范例采用了集编译、运行、测试和调试功能于一体的Visual Studio Community 2017集成开发环境（IDE），它是一套免费的工具。
提供实践数据结构必备的C#程序指令，并以摘要的方式帮助读者快速掌握其中的重点。 

这是一本综合讲述数据结构及其算法的入门书，全书采用图文讲解的方式，力求读者易于学习和掌握。
全书从基本的数据结构概念开始讲起，包括数组结构、队列、堆栈、树形结构、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，并为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；*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  数据结构与算法    1
1.1  数据结构的定义    2
1.1.1  数据与信息    2
1.1.2  数据的特性    3
1.2  算法    4
1.2.1  到处都是算法    4
1.2.2  算法的定义    5
1.3  算法性能分析    7
1.3.1  Big-oh    8
1.3.2  Ω (omega)    11
1.3.3  θ (theta)    11
1.4  常见算法介绍    11
1.4.1  分治法    12
1.4.2  递归法    13
1.4.3  贪心法    17
1.4.4  动态规划法    17
1.4.5  迭代法    18
1.4.6  枚举法    20
1.5  程序设计简介    21
1.5.1  程序开发流程    22
1.5.2  结构化程序设计    22
1.5.3  面向对象程序设计    23
课后习题    26
第2章  数组结构    28
2.1  线性表简介    29
2.2  认识数组    30
2.2.1  一维数组    31
2.2.2  二维数组    33
2.2.3  三维数组    37
2.2.4  n维数组    40
2.3  矩阵    41
2.3.1  矩阵相加    41
2.3.2  矩阵相乘    44
2.3.3  转置矩阵    47
2.3.4  稀疏矩阵    49
2.3.5  上三角形矩阵    52
2.3.6  下三角形矩阵    57
2.3.7  带状矩阵    62
2.4  数组与多项式    62
课后习题    65
第3章  链表    67
3.1  动态分配内存    68
3.2  单向链表    69
3.2.1  建立单向链表    70
3.2.2  单向链表节点的删除    75
3.2.3  单向链表插入新节点    79
3.2.4  单向链表的反转    85
3.2.5  单向链表的串接    89
3.2.6  多项式链表表示法    90
3.3  环形链表    97
3.3.1  环形链表新节点的插入    97
3.3.2  环形链表中节点的删除    98
3.3.3  环形链表的串接    101
3.3.4  疏矩阵链表表示法    106
3.4  双向链表    108
3.4.1  双向链表的定义    108
3.4.2  双向链表节点的插入    109
3.4.3  双向链表节点的删除    110
课后习题    114
第4章  堆栈    116
4.1  堆栈简介    117
4.1.1  用数组来实现堆栈    118
4.1.2  用链表来实现堆栈    124
4.2  堆栈的应用    128
4.2.1  汉诺塔问题    130
4.2.2  老鼠走迷宫    136
4.2.3  八皇后问题    142
4.3  算术表达式的求值法（对应于表达式的表示法）    146
4.3.1  中序表示法求值    147
4.3.2  前序表示法求值    148
4.3.3  后序表示法求值    149
4.4  中序法转换为前序法    150
4.4.1  二叉树法    150
4.4.2  括号法    150
4.4.3  堆栈法    151
4.5  前序与后序表达式转换成中序表达式    157
4.5.1  括号法    158
4.5.2  堆栈法    159
课后习题    161
第5章  队列    163
5.1  认识队列    164
5.1.1  队列的基本操作    164
5.1.2  用数组实现队列    165
5.1.3  用链表实现队列    169
5.2  队列的应用    171
5.2.1  环形队列    172
5.2.2  双向队列    176
5.2.3  优先队列    179
课后习题    180
第6章  树    182
6.1  树的基本概念    183
6.2  二叉树简介    185
6.2.1  二叉树的定义    185
6.2.2  特殊二叉树简介    187
6.3  二叉树存储方式    188
6.3.1  一维数组表示法    188
6.3.2  链表表示法    191
6.4  二叉树遍历    193
6.4.1  中序遍历    194
6.4.2  后序遍历    194
6.4.3  前序遍历    195
6.4.4  二叉树遍历的实现    196
6.4.5  二叉运算树    200
6.5  二叉树的高级研究    206
6.5.1  二叉排序树    206
6.5.2  二叉查找树    212
6.5.3  线索二叉树    216
6.6  树的二叉树表示法    222
6.6.1  树转化为二叉树    222
6.6.2  树林转化为二叉树    224
6.6.3  树与森林的遍历    225
6.6.4  确定唯一二叉树    228
6.7  优化二叉查找树    230
6.7.1  扩充二叉树    230
6.7.2  霍夫曼树    231
6.8  平衡树    232
6.8.1  平衡树的定义    232
6.8.2  B树    234
课后习题    235
第7章  图    238
7.1  图论简介    239
7.1.1  图的定义    240
7.1.2  无向图    240
7.1.3  有向图    241
7.2  图的数据表示法    242
7.2.1  邻接矩阵法    242
7.2.2  邻接链表法    247
7.2.3  邻接复合链表法    251
7.2.4  索引表格法    253
7.3  图的遍历    254
7.3.1  深度优先法    254
7.3.2  广度优先查找法    258
7.4  生成树    262
7.5  最小生成树    264
7.5.1  Prim算法    264
7.5.2  Kruskal算法    265
7.6  图的最短路径    271
7.6.1  单点对全部顶点——Dijkstra算法与A*算法    272
7.6.2  两两顶点间的最短路径——Floyd算法    279
7.7  AOV网络与拓扑排序    284
7.8  AOE网络    286
课后习题    288
第8章  排序    292
8.1  排序简介    294
8.1.1  排序的分类    294
8.1.2  排序算法分析    294
8.2  内部排序法    295
8.2.1  冒泡排序法    296
8.2.2  选择排序法    301
8.2.3  插入排序法    305
8.2.4  希尔排序法    307
8.2.5  合并排序法    311
8.2.6  快速排序法    312
8.2.7  堆积排序法    316
8.2.8  基数排序法    323
8.3  外部排序法    326
8.3.1  直接合并排序法    326
8.3.2  k路合并法    337
8.3.3  多相合并法    337
课后习题    338
第9章  查找    342
9.1  常见的查找方法    343
9.1.1  顺序查找法    344
9.1.2  二分查找法    346
9.1.3  插值查找法    349
9.1.4  斐波拉契查找法    352
9.2  哈希查找法    355
9.3  常见的哈希法    356
9.3.1  除留余数法    356
9.3.2  平方取中法    357
9.3.3  折叠法    358
9.3.4  数字分析法    359
9.4  碰撞与溢出问题的处理    359
9.4.1  线性探测法    360
9.4.2  平方探测法    362
9.4.3  再哈希法    362
9.4.4  链表法    364
9.4.5  哈希法综合范例    367
课后习题    370
附录A  C#开发环境与指令摘要    373
A.1  Visual Studio Community 2017软件下载与安装    374
A.2  创建第一个控制台项目    376
A.3  C# 语言重要指令的简介    378
A.3.1  注释指令    379
A.3.2  控制台应用程序输入/输出指令    379
A.3.3  变量与常数    380
A.3.4  数组的声明与使用    381
A.3.5  数组的排序    382
A.3.6  随机数的使用    383
A.3.7  数据类型转换    383
A.3.8  对象与类    384
A.3.9  静态类与静态字段    386
附录B  习题答案    388

序
数据结构一直是计算机科学领域非常重要的基础课程，其除了是全国各大院校信息工程、信息管理、通信工程、应用数学、金融工程（计算金融）、计算机科学等信息类相关科系的必修科目外，近年来包括电机、电子，甚至一些商学院管理科系也将数据结构列入选修课程。同时，一些信息类相关科系的研究生入学考试、专业等级考试等，数据结构也被列入必考科目。由此可知，无论是从考试的角度还是研究信息科学理论知识的角度来看，数据结构确实是有志于从事信息类工作人员必须重视的一门基础课程。
但是，要学好数据结构的关键在于能否找到一本既易于阅读，又能将数据结构中各种重要理论知识及其算法进行详细诠释并举例示范的书籍。本书是一本讲述如何将数据结构概念以C# 程序设计语言来实现的著作，为了方便读者学习，书中的算法尽量不以伪代码来说明，而是以C# 程序设计语言来实现完整的范例程序，这样不仅可以避免片断学习造成的困扰，同时也方便老师的教学和对程序代码的解说。
本书的所有范例程序都是在Visual Studio 2017环境下进行编写、编译、调试与运行的，是一套多种程序设计语言的集成开发环境，其版本分为三种：Visual Studio Community 2017、Visual Studio Professional 2017和Visual Studio Enterprise 2017。其中Visual Studio Community 2017是一个免费版本，主要提供给初学者使用，本书就采用了这个版本。在本书最后的附录中包含了有关Visual Studio Community 2017这个集成开发环境下载、安装与设置的简介。另外，为了帮助读者在以C#语言实现数据结构程序的过程中可以精准地使用各种程序命令的正确语法，以及提高程序的调试效率，我们在附录中也整理了实现数据结构必备的C# 程序命令，并以摘要的方式帮助读者快速掌握其中的重点。
我想一本好的理论书籍除了内容的专业性外，更需要有清楚易懂的结构安排，在细细阅读本书之后，相信读者可以体会笔者的用心，也希望本书能帮助读者对这门基础学科有更加全面的认识。

                                                            编  者
                                                            2019年5月