数据结构的复习重点笔记二



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更新时间 2005-5-8 10:38:30 
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第七章 查找
在不少数据结构的教材中,是把查找与排序放入高级数据结构中的。应该说,查找和排序两章是前面我们所学的知识的综合运用,用到了树、也用到了链表等知识,对这些数据结构某一方面的运用就构成了查找和排序。

现实生活中,search几乎无处不在,特别是现在的网络时代,万事离不开search,小到文档内文字的搜索,大到INTERNET上的搜索,search占据了我们上网的大部分时间。

在复习这一章的知识时,你需要先弄清楚以下几个概念:
关键字、主关键字、次关键字的含义;静态查找与动态查找的含义及区别;平均查找长度ASL的概念及在各种查找算法中的计算方法和计算结果,特别是一些典型结构的ASL值,应该记住。

在DS的教材中,一般将search分为三类:1st,在顺序表上的查找;2nd,在树表上的查找;3rd,在哈希表上的查找。下面详细介绍其考查知识点及考查方式:

1.线性表上的查找:
主要分为三种线性结构:顺序表,有序顺序表,索引顺序表。对于第一种,我们采用传统查找方法,逐个比较。对于及有序顺序表我们采用二分查找法。对于第三种索引结构,我们采用索引查找算法。考生需要注意这三种表下的ASL值以及三种算法的实现。其中,二分查找还要特别注意适用条件以及其递归实现方法。
2.树表上的查找:
这是本章的重点和难点。由于这一节介绍的内容是使用树表进行的查找,所以很容易与树一间的某些概念相混淆。本节内容与树一章的内容有联系,但也有很多不同,应注意规纳。树表主要分为以下几种:二叉排序树,平衡二叉树,B树,键树。其中,尤以前两种结构为重,也有部分名校偏爱考B树的。由于二叉排序树与平衡二叉树是一种特殊的二叉树,所以与二叉树的联系就更为紧密,二叉树一章学好了,这里也就不难了。
二叉排序树,简言之,就是“左小右大”,它的中序遍历结果是一个递增的有序序列。平衡二叉树是二叉排序树的优化,其本质也是一种二叉排序树,只不过,平衡二叉树对左右子树的深度有了限定:深度之差的绝对值不得大于1。对于二叉排序树,“判断某棵二叉树是否二叉排序树”这一算法经常被考到,可用递归,也可以用非递归。平衡二叉树的建立也是一个常考点,但该知识点归根结底还是关注的平衡二叉树的四种调整算法,所以应该掌握平衡二叉树的四种调整算法,调整的一个参照是:调整前后的中序遍历结果相同。
B树是二叉排序树的进一步改进,也可以把B树理解为三叉、四叉....排序树。除B树的查找算法外,应该特别注意一下B树的插入和删除算法。因为这两种算法涉及到B树结点的分裂和合并,是一个难点。B树是报考名校的同学应该关注的焦点之一。
键树也称字符树,特别适用于查找英文单词的场合。一般不要求能完整描述算法源码,多是根据算法思想建立键树及描述其大致查找过程。
3.基本哈希表的查找算法:
哈希一词,是外来词,译自“hash”一词,意为:散列或杂凑的意思。哈希表查找的基本思想是:根据当前待查找数据的特征,以记录关键字为自变量,设计一个function,该函数对关键字进行转换后,其解释结果为待查的地址。基于哈希表的考查点有:哈希函数的设计,冲突解决方法的选择及冲突处理过程的描述。

第八章 内部排序
内排是DS课程中最后一个重要的章节,建立在此章之上的考题可以有多种类型:填空,选择,判断乃至大型算法题。但是,归结到一点,就是考查你对书本上的各种排序算法及其思想以及其优缺点和性能指标(时间复杂度)能否了如指掌。

这一章,我们对重点的规纳将跟以上各章不同。我们将从以下几个侧面来对排序一章进行不同的规纳,以期能更全面的理解排序一章的总体结构及各种算法。

从排序算法的种类来分,本章主要阐述了以下几种排序方法:插入、选择、交换、归并、计数等五种排序方法。

其中,在插入排序中又可分为:直接插入、折半插入、2路插入、希尔排序。这几种插入排序算法的最根本的不同点,说到底就是根据什么规则寻找新元素的插入点。直接插入是依次寻找,折半插入是折半寻找。希尔排序,是通过控制每次参与排序的数的总范围“由小到大”的增量来实现排序效率提高的目的。

交换排序,又称冒泡排序,在交换排序的基础上改进又可以得到快速排序。快速排序的思想,一语以敝之:用中间数将待排数据组一分为二。快速排序,在处理的“问题规模”这个概念上,与希尔有点相反,快速排序,是先处理一个较大规模,然后逐渐把处理的规模降低,最终达到排序的目的。

选择排序,相对于前面几种排序算法来说,难度大一点。具体来说,它可以分为:简单选择、树选择、堆排。这三种方法的不同点是,根据什么规则选取最小的数。简单选择,是通过简单的数组遍历方案确定最小数;树选择,是通过“锦标赛”类似的思想,让两数相比,不断淘汰较大(小)者,最终选出最小(大)数;而堆排序,是利用堆这种数据结构的性质,通过堆元素的删除、调整等一系列操作将最小数选出放在堆顶。堆排序中的堆建立、堆调整是重要考点。树选择排序,也曾经在一些学校中的大型算法题中出现,请大家注意。

归并排序,故名思义,是通过“归并”这种操作完成排序的目的,既然是归并就必须是两者以上的数据集合才可能实现归并。所以,在归并排序中,关注最多的就是2路归并。算法思想比较简单,有一点,要铭记在心:归并排序是稳定排序。

基数排序,是一种很特别的排序方法,也正是由于它的特殊,所以,基数排序就比较适合于一些特别的场合,比如扑克牌排序问题等。基数排序,又分为两种:多关键字的排序(扑克牌排序),链式排序(整数排序)。基数排序的核心思想也是利用“基数空间”这个概念将问题规模规范、变小,并且,在排序的过程中,只要按照基排的思想,是不用进行关键字比较的,这样得出的最终序列就是一个有序序列。

本章各种排序算法的思想以及伪代码实现,及其时间复杂度都是必须掌握的,学习时要多注意规纳、总结、对比。此外,对于教材中的10.7节,要求必须熟记,在理解的基础上记忆,这一节几乎成为很多学校每年的必考点。

至此,数据结构所有章节的章节重点问题,我们已经规纳完毕,使用清华严版教材的同学,在复习的同时,可以参照本贴给出的重点进行复习。但是,由于作者本人水平有限,可能有很多考点没有规纳出来,也可能有些考点规纳有误,在此,作者本人诚恳希望诸位朋友直面提出,我会不断完善和发布新的关于数据结构复习的总结以及笔记.



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