2016考研：計算機(jī)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)核心考點(diǎn)解析

　　摘要：以下為大家分享一些計算機(jī)考研數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的核心考點(diǎn)，希望對大家的復(fù)習(xí)有所幫助。

　　?隊列和棧結(jié)構(gòu)的概念理解
　　棧是僅限制在表的一端進(jìn)行插入和刪除運(yùn)算的線性表，稱插入、刪除這一端為棧頂。表中無元素時為空棧。棧的修改是按后進(jìn)先出的原則進(jìn)行的。通常棧有順序棧和鏈棧兩種存儲結(jié)構(gòu)。
　　隊列是一種運(yùn)算受限的線性表，插入在表的一端進(jìn)行，而刪除在表的另一端進(jìn)行，允許刪除的一端稱為隊頭，允許插入的一端稱為隊尾，隊列的操作原則是先進(jìn)先出的。隊列也有順序存儲和鏈?zhǔn)酱鎯煞N存儲結(jié)構(gòu)。

　　?線性表中單鏈表相關(guān)算法設(shè)計與實(shí)現(xiàn)
　　一些基礎(chǔ)但又重要的單鏈表相關(guān)算法，如：
　　1.打印單鏈表，void PrintList(List list); 使用一個指針遍歷所有鏈表節(jié)點(diǎn)。
　　2.兩個升序鏈表,打印tarList中的相應(yīng)元素，這些元素的序號由SeqList指定，void PrintLots(List tarList, List seqList); 使用兩個指針分別遍歷兩個鏈表，每次取出序列鏈表的一個序號后，根據(jù)該序號，到達(dá)目標(biāo)鏈表指定節(jié)點(diǎn)。
　　3.兩個升序鏈表的交集 ，List Intersect(List l1, List l2);
　　4.兩個升序鏈表的并集 ，List Join(List l1, List l2);
　　5.單鏈表就地置逆，void Reverse(List l); 使用三個指針表示前驅(qū)，當(dāng)前和后繼節(jié)點(diǎn)，每次將當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的Next指向前驅(qū)節(jié)點(diǎn)，然后向后遍歷直到鏈表末尾。

　　?二叉樹的遍歷
　　遍歷的過程就是把非線性結(jié)構(gòu)的二叉樹中的結(jié)點(diǎn)排成一個線性序列的過程。
　　二叉樹遍歷方法可分為兩大類，一類是“寬度優(yōu)先”法，即從根結(jié)點(diǎn)開始，由上到下，從左往右一層一層的遍歷；另一類是“深度優(yōu)先法”，即一棵子樹一棵子樹的遍歷。
　　從二叉樹結(jié)構(gòu)的整體看，二叉樹可以分為根結(jié)點(diǎn)，左子樹和右子樹三部分，只要遍歷了這三部分，就算遍歷了二叉樹。設(shè)D表示根結(jié)點(diǎn)，L表示左子樹，R表示右子樹，則DLR的組合共有6種，即DLR，DRL，LDR，LRD，RDL，RLD。若限定先左后右，則只有DLR，LDR，LRD三種，分別稱為先（前）序法（先根次序法），中序法（中根次序法，對稱法），后序法（后根次序法）。三種遍歷的遞歸算法如下：
　　1.先序法（DLR）
　　若二叉樹為空，則空操作，否則：訪問根結(jié)點(diǎn)，先序遍歷左子樹，先序遍歷右子樹。
　　2.中序法（LDR）
　　若二叉樹為空，則空操作，否則：中序遍歷左子樹，訪問根結(jié)點(diǎn)，中序遍歷右子樹.
　　3.后序法（LRD）
　　若二叉樹為空，則空操作，否則：后序遍歷左子樹，后序遍歷右子樹，訪問根結(jié)點(diǎn)。

　　?完全二叉樹中有關(guān)結(jié)點(diǎn)個數(shù)計算
　　完全二叉樹的定義：深度為k，有n個結(jié)點(diǎn)的二叉樹當(dāng)且僅當(dāng)其每一個結(jié)點(diǎn)都與深度為k的滿二叉樹中編號從1至n的結(jié)點(diǎn)一一對應(yīng)時，稱為完全二叉樹。
　　完全二叉樹的葉子數(shù)為(n + 1) / 2取下整。

　　?森林與二叉樹之間的轉(zhuǎn)換以及轉(zhuǎn)換過程中結(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系
　　將一棵樹轉(zhuǎn)換為二叉樹的方法是：
　　1.樹中所有相鄰兄弟之間加一條連線。
　　2.對樹中的每個結(jié)點(diǎn)，只保留其與第一個孩子結(jié)點(diǎn)之間的連線，刪去其與其它孩子結(jié)點(diǎn)之間的連線。
　　3.以樹的根結(jié)點(diǎn)為軸心，將整棵樹順時針旋轉(zhuǎn)一定的角度，使之結(jié)構(gòu)層次分明。
　　森林轉(zhuǎn)換為二叉樹的方法如下：
　　1.將森林中的每棵樹轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的二叉樹。
　　2.第一棵二叉樹不動，從第二棵二叉樹開始，依次把后一棵二叉樹的根結(jié)點(diǎn)作為前一棵二叉樹根結(jié)點(diǎn)的右孩子，當(dāng)所有二叉樹連在一起后，所得到的二叉樹就是由森林轉(zhuǎn)換得到的二叉樹。
　　樹和森林都可以轉(zhuǎn)換為二叉樹，二者的不同是:樹轉(zhuǎn)換成的二叉樹,其根結(jié)點(diǎn)必然無右孩子，而森林轉(zhuǎn)換后的二叉樹，其根結(jié)點(diǎn)有右孩子。將一棵二叉樹還原為樹或森林，具體方法如下：
　　1.若某結(jié)點(diǎn)是其雙親的左孩子，則把該結(jié)點(diǎn)的右孩子、右孩子的右孩子、……都與該結(jié)點(diǎn)         的雙親結(jié)點(diǎn)用線連起來。
　　2.刪掉原二叉樹中所有雙親結(jié)點(diǎn)與右孩子結(jié)點(diǎn)的連線。
　　3.整理由1、2兩步所得到的樹或森林，使之結(jié)構(gòu)層次分明。

　　?對無向連通圖特性的理解
　　無向圖的每條邊，在頂點(diǎn)計算度的過程中，都要兩次參與計算（與邊兩關(guān)聯(lián)的2個頂點(diǎn)），因此所有頂點(diǎn)的度之和為偶數(shù)。
　　具有n個頂點(diǎn)的無向連通圖，其邊數(shù)大于或等于n-1。
　　在無向連通圖中，所有頂點(diǎn)的度數(shù)都有可能大于1。

　　?對m階B樹定義的理解
　　一棵m階的B樹滿足下列條件：
　　1. 每個結(jié)點(diǎn)至多有m棵子樹。
　　2. 除根結(jié)點(diǎn)外，其它每個分支至少有m/2棵子樹。
　　3. 根結(jié)點(diǎn)至少有兩棵子樹(除非B樹只有一個結(jié)點(diǎn))。
　　4. 所有葉結(jié)點(diǎn)在同一層上。B樹的葉結(jié)點(diǎn)可以看成一種外部結(jié)點(diǎn)，不包含任何信息。
　　5. 有j個孩子的非葉結(jié)點(diǎn)恰好有j-1個關(guān)鍵碼，關(guān)鍵碼按遞增次序排列。結(jié)點(diǎn)中包含的信息為 ∶ (p0,k1,p1,k2,p2, … ,kj-1,pj-1)。
　　其中，ki為關(guān)鍵碼，且滿足ki<ki+1；pi為指向子樹根結(jié)點(diǎn)的指針，并且pi所指的子樹中所有關(guān)鍵碼k都滿足ki<k<ki+1。

　　?帶權(quán)圖的最短路徑算法及應(yīng)用
　　迪杰斯特拉(Dijkstra)算法求單源最短路徑，算法思想：
　　設(shè)S為最短距離已確定的頂點(diǎn)集（看作紅點(diǎn)集），V-S是最短距離尚未確定的頂點(diǎn)集（看作藍(lán)點(diǎn)集）。
　　1.初始化：初始化時，只有源點(diǎn)s的最短距離是已知的(SD(s)=0)，故紅點(diǎn)集S={s}，藍(lán)點(diǎn)集為空。
　　2.重復(fù)以下工作，按路徑長度遞增次序產(chǎn)生各頂點(diǎn)最短路徑，在當(dāng)前藍(lán)點(diǎn)集中選擇一個最短距離最小的藍(lán)點(diǎn)來擴(kuò)充紅點(diǎn)集，以保證算法按路徑長度遞增的次序產(chǎn)生各頂點(diǎn)的最短路徑。當(dāng)藍(lán)點(diǎn)集中僅剩下最短距離為∞的藍(lán)點(diǎn)，或者所有藍(lán)點(diǎn)已擴(kuò)充到紅點(diǎn)集時，s到所有頂點(diǎn)的最短路徑就求出來了。
　　注意：①若從源點(diǎn)到藍(lán)點(diǎn)的路徑不存在，則可假設(shè)該藍(lán)點(diǎn)的最短路徑是一條長度為無窮大的虛擬路徑。②從源點(diǎn)s到終點(diǎn)v的最短路徑簡稱為v的最短路徑；s到v的最短路徑長度簡稱為v的最短距離，并記為SD(v)。

　　?堆排序
　　大根堆的定義：完全二叉樹，任一非葉子結(jié)點(diǎn)都大于等于它的孩子，也就是說根結(jié)點(diǎn)是最大的。而且顯然大根堆的任一棵子樹也是大根堆。
　　堆排序的基本思想：記錄區(qū)的分為無序區(qū)和有序區(qū)前后兩部分；用無序區(qū)的數(shù)建大根堆，得到的根（最大的數(shù)）和無序區(qū)的最后一個數(shù)交換，也就是將該根歸入有序區(qū)的最前端；如此重復(fù)下去，直至有序區(qū)擴(kuò)展至整個記錄區(qū)。
　　具體操作可按下面步驟實(shí)現(xiàn)：
　　1.建大根堆
　　2.交換根和無序區(qū)最后一個數(shù)
　　3.重建大根堆，因?yàn)榻粨Q只是使根改變了，所以左右子樹依然分別是大根堆。
　　4.比較根，左子樹的根和右子樹的根，如果根最大，則無須再作調(diào)整，樹已經(jīng)是大根堆了；如果左子樹的根最大，交換它與根，再遞歸調(diào)整左子樹；如果右子樹的根最大，交換它與根，再遞歸調(diào)整右子數(shù)。
　　5.遞歸調(diào)整到葉子的時候，樹就是大根堆了。

　　?各類排序算法的特點(diǎn)及比較
　　幾種主要的排序算法：冒泡排序、選擇排序、插入排序、快速排序、歸并排序、Shell排序、堆排序等。
　　冒泡排序算法思想：將待排序的元素看作是豎著排列的“氣泡”，較小的元素比較輕，從而要往上浮。在冒泡排序算法中我們要對這個“氣泡”序列處理若干遍。所謂一遍處理，就是自底向上檢查一遍這個序列，并時刻注意兩個相鄰的元素的順序是否正確。如果發(fā)現(xiàn)兩個相鄰元素的順序不對，即“輕”的元素在下面，就交換它們的位置。
　　選擇排序算法思想：選擇排序的基本思想是對待排序的記錄序列進(jìn)行n-1遍的處理，第i遍處理是將L[i..n]中最小者與L[i]交換位置。這樣，經(jīng)過i遍處理之后，前i個記錄的位置已經(jīng)是正確的了。
　　插入排序算法思想：經(jīng)過i-1遍處理后,L[1..i-1]己排好序。第i遍處理僅將L[i]插入L[1..i-1]的適當(dāng)位置，使得L[1..i]又是排好序的序列。
　　快速排序算法思想：快速排序的基本思想是基于分治策略的。對于輸入的子序列L[p..r]，如果規(guī)模足夠小則直接進(jìn)行排序，否則分三步處理：1. 分解(Divide)：將輸入的序列L[p..r]劃分成兩個非空子序列L[p..q]和L[q+1..r]，使L[p..q]中任一元素的值不大于L[q+1..r]中任一元素的值。2. 遞歸求解(Conquer)：通過遞歸調(diào)用快速排序算法分別對L[p..q]和L[q+1..r]進(jìn)行排序。3. 合并(Merge)：由于對分解出的兩個子序列的排序是就地進(jìn)行的，所以在L[p..q]和L[q+1..r]都排好序后不需要執(zhí)行任何計算L[p..r]就已排好序。
　　歸并排序算法思想：分而治之(divide - conquer)。每個遞歸過程涉及三個步驟：1.分解，把待排序的n個元素的序列分解成兩個子序列，每個子序列包括 n/2 個元素。2. 治理，對每個子序列分別調(diào)用歸并排序MergeSort，進(jìn)行遞歸操作。3. 合并，合并兩個排好序的子序列,生成排序結(jié)果。
　　Shell排序算法思想：算法先將要排序的一組數(shù)按某個增量d分成若干組，每組中記錄的下標(biāo)相差d.對每組中全部元素進(jìn)行排序，然后再用一個較小的增量對它進(jìn)行，在每組中再進(jìn)行排序。當(dāng)增量減到1時，整個要排序的數(shù)被分成一組，排序完成。
　　堆排序算法思想：用大根堆排序的基本思想：1.先將初始文件R[1..n]建成一個大根堆，此堆為初始的無序區(qū)。2.再將關(guān)鍵字最大的記錄R[1](即堆頂)和無序區(qū)的最后一個記錄R[n]交換，由此得到新的無序區(qū)R[1..n-1]和有序區(qū)R[n]，且滿足R[1..n-1].keys≤R[n].key。3. 由于交換后新的根R[1]可能違反堆性質(zhì)，故應(yīng)將當(dāng)前無序區(qū)R[1..n-1]調(diào)整為堆。

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