国二《公共基础知识》--修改后讲稿

《国二《公共基础知识》--修改后讲稿》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第一章数据结构与算法1.1算法1.1.1算法算法：是指解题方案的准确而完整的描述。通常不用计算机程序来直接描述算法，而是用别的描述工具，如程序流程图，专门的算法描述语言，甚至用自然语言。1.算法的基本特征（1）可行性：算法总是在一个特定的计算工具上执行的，因此算法往往受到计算工具的限制，使执行结果产生偏差。所以在设计一个算法时，必须要考虑它的可行性，否则不会得到满意的结果。（2）确定性：指算法中的每一个步骤都必须是有明确定义的，不允许有模棱两可的解释，也不允许有多义性。（3）有穷性：是指算法必须在有限的时间内做完。即

2、算法必须能在执行有限个步骤之后终止。例如计算无穷级数的算法，只能是有穷的。满足精度要求即可结束。（4）拥有足够的情报：一个算法是否有效，还取决于为算法所提供的情报是否足够。即不同的输入将会有不同的结果输出。当输入不够或输入错误时，算法本身也就无法执行或导致执行错误。综上所述，所谓算法，是一组严谨地定义运算顺序的规则，并且每一个规则都是有效的，且是明确的，此顺序将在有限的次数下终止。2.算法的基本要素主要有两种：一是对数据对象的运算和操作，二是算法的控制结构（1）算法中对数据的运算和操作有四类：1）算术运算：主要是加、

3、减、乘、除等2）逻辑运算：主要是与、或、非等3）关系运算：主要是大于、小于、等于、不等于等4）数据传输：主要是赋值、输入、输出等（2）算法的控制结构：顺序结构、选择结构、循环结构一个算法的功能不仅取决于所选用的操作，而且还与各操作之间的执行顺序有关。算法中各操作的执行顺序称为算法的控制结构。算法的控制结构给出了算法的基本框架。包括三种：顺序结构、选择结构、循环结构。一个算法可以用这三种结构组合而成。例如：计算1+2+3+…+1001.1.2算法的复杂度包括时间复杂度和空间复杂度。1.算法的时间复杂度是指执行算法所需要

4、的计算工作量。用基本运算次数来度量。在分析算法工作量时，必须对问题的规模进行度量。在同一个问题规模下，如果算法执行所需的基本运算次数取决于某一特定输入时，可以用以下两种方法来分析算法的工作量：1）平均态性：是指用各种特定输入下的基本运算次数的加权平均值来度量算法的工作量。2）最坏情况复杂性：是指在规模为n时，算法所执行的基本运算的最大次数。显然它更容易计算。其实就是给出了算法工作量的一个上界。因此更有实用价值。1.算法的空间复杂度是指执行算法所需要的内存空间。一个算法所占用的存储空间包括算法程序所占的空间，输入的初始

5、数据所占的存储空间，及算法执行过程中所需要的额外空间。1.2数据结构的基本概念1.2.1什么是数据结构是指相互有关联的数据元素的集合。主要研究和讨论以下三个方面的问题：1）数据集合中各数据元素之间所固有的逻辑关系，即数据的逻辑结构。2）在对数据进行处理时，各数据元素在计算机中的存储关系，即数据的存储结构。3）对各种数据结构进行的运算。讨论以上问题的主要目的是为了提高数据处理的效率。主要包括两方面：一是提高数据处理的速度；二是尽量节省在数据处理过程中所占用的计算机存储空间。1.数据元素数据元素：数据元素具有广泛的含义，

6、一般来说，现实世界中存在的一切个体都是数据元素。例如：描述一年四季的季节名：春、夏、秋、冬家庭成员的成员名：父亲、儿子、女儿表示数值的各个数：18、11、35、23、16...总之，在数据处理领域中，每一个需要处理的对象都可以抽象成数据元素，简称为元素。一般情况下，在具有相同特征的数据元素中，各个数据元素之间是存在某种关系的（关联），它也就反映了数据元素所固有的一种结构，在数据处理领域中，通常把数据元素之间这种固有的关系简单地用前后件关系来描述（直接前驱与直接后继关系）。例如：在考虑一年四季的顺序关系时，春是夏的前件

7、，夏是春的后件，夏是秋的前件，秋是夏的后件。考虑家庭成员辈分关系时：父亲是儿子和女儿的前件，儿子和女儿是父亲的后件。2.数据的逻辑结构数据结构是指反映数据元素之间关系的数据元素的集合，所以，数据结构包括两方面的信息：（1）数据元素。（2）各个数据元素之间的前后件关系（逻辑关系）。用二元组方式描述数据结构：数据元素的集合用D表示。数据元素之间的前后件关系用R表示。B表示数据结构B=（D，R）例如：一年四季数据结构B=（D，R）D={春，夏，秋，冬}R={（春，夏），（夏，秋），（秋，冬）}又如：家庭成员数据结构B=（D

8、，R）D={父亲，儿子，女儿}R={（父亲，儿子），（父亲，女儿）}1.数据的存储结构在实际进行数据处理时，被处理的数据元素总是被放在计算机的存储空间中，并且，各数据元素在计算机存储空间中的位置关系与它们的逻辑关系不一定是相同的。数据的逻辑结构在计算机存储空间中的存放形式称为数据的存储结构（物理结构）。一般来说，一种数据的逻辑结构根据需要可以表