2016考研：計(jì)算機(jī)大綱核心考點(diǎn)解析

　　【摘要】2016年計(jì)算機(jī)考研大綱公布以后，針對(duì)大綱的內(nèi)容，本文在這里和同學(xué)們一起分享一些重難點(diǎn)解析以及復(fù)習(xí)建議，希望可以幫助到正奮戰(zhàn)于考研一線的同學(xué)們。

　　
　　?隊(duì)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(shí)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(chǔ)結(jié)構(gòu)。
　　隊(duì)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(duì)頭，允許插入的一端稱為隊(duì)尾，隊(duì)列的操作原則是先進(jìn)先出的。隊(duì)列也有順序存儲(chǔ)和鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)兩種存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。

　　?線性表中單鏈表相關(guān)算法設(shè)計(jì)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(gè)指針遍歷所有鏈表節(jié)點(diǎn)。
　　2、兩個(gè)升序鏈表,打印tarList中的相應(yīng)元素，這些元素的序號(hào)由SeqList指定，void PrintLots(List tarList，List seqList)；使用兩個(gè)指針分別遍歷兩個(gè)鏈表，每次取出序列鏈表的一個(gè)序號(hào)后，根據(jù)該序號(hào)，到達(dá)目標(biāo)鏈表指定節(jié)點(diǎn)。
　　3、兩個(gè)升序鏈表的交集，List Intersect(List l1，List l2)；
　　4、兩個(gè)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(gè)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(gè)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(duì)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(gè)數(shù)計(jì)算
　　完全二叉樹的定義：深度為k，有n個(gè)結(jié)點(diǎn)的二叉樹當(dāng)且僅當(dāng)其每一個(gè)結(jié)點(diǎn)都與深度為k的滿二叉樹中編號(hào)從1至n的結(jié)點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)時(shí)，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(duì)樹中的每個(gè)結(jié)點(diǎn)，只保留其與第一個(gè)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(shí)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(dòng)，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(duì)無向連通圖特性的理解
　　無向圖的每條邊，在頂點(diǎn)計(jì)算度的過程中，都要兩次參與計(jì)算（與邊兩關(guān)聯(lián)的2個(gè)頂點(diǎn)），因此所有頂點(diǎn)的度之和為偶數(shù)。
　　具有n個(gè)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(duì)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(gè)結(jié)點(diǎn)至多有m棵子樹。
　　2、除根結(jié)點(diǎn)外，其它每個(gè)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(gè)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(gè)孩子的非葉結(jié)點(diǎn)恰好有j-1個(gè)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。

　　?帶權(quán)圖的最短路徑算法及應(yīng)用
　　迪杰斯特拉(Di jkstra)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(shí)，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(zhǎng)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(gè)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(zhǎng)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(shí)，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(zhǎng)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(jiǎn)稱為v的最短路徑；s到v的最短路徑長(zhǎng)度簡(jiǎn)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(gè)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(gè)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(gè)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(shí)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(duì)這個(gè)"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(gè)序列，并時(shí)刻注意兩個(gè)相鄰的元素的順序是否正確。如果發(fā)現(xiàn)兩個(gè)相鄰元素的順序不對(duì)，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(duì)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(gè)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(duì)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(gè)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(duì)L[p..q]和L[q+1..r]進(jìn)行排序。3.合并(Merge)：由于對(duì)分解出的兩個(gè)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(jì)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(gè)遞歸過程涉及三個(gè)步驟：1.分解，把待排序的n個(gè)元素的序列分解成兩個(gè)子序列，每個(gè)子序列包括n/2個(gè)元素。2.治理，對(duì)每個(gè)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(gè)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(gè)增量d分成若干組，每組中記錄的下標(biāo)相差d.對(duì)每組中全部元素進(jìn)行排序，然后再用一個(gè)較小的增量對(duì)它進(jìn)行，在每組中再進(jìn)行排序。當(dāng)增量減到1時(shí)，整個(gè)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(gè)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(gè)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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