數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是計(jì)算機(jī)及其相關(guān)專業(yè)的一門核心骨干課程，主要討論數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和存儲結(jié)構(gòu)，以及對數(shù)據(jù)的運(yùn)算、算法（運(yùn)算方法和過程）和在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上的實(shí)現(xiàn)（算法執(zhí)行）。數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)簡稱數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它是對數(shù)據(jù)進(jìn)行有效組織的各種聯(lián)系方式（方法），總體上有集合結(jié)構(gòu)、線性結(jié)構(gòu)、樹形結(jié)構(gòu)、圖結(jié)構(gòu)等四種基本結(jié)構(gòu)，以及在基本結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上構(gòu)造出來的各種各樣的組合結(jié)構(gòu)。人們在利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)，可以根據(jù)需要選用任一種合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來組織數(shù)據(jù)。 算法就是在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上對數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)運(yùn)算的方法和過程，思考和解決問題（即如何運(yùn)算）的思路不同，設(shè)計(jì)出來的算法也不同，在計(jì)算機(jī)上執(zhí)行的快慢程度也不同。當(dāng)然，如果設(shè)計(jì)出的算法是正確和有效的，通過執(zhí)行就能夠得到正確的數(shù)據(jù)處理結(jié)果。 算法并不是一個(gè)新鮮的名詞，是一直存在著的，在以前傳統(tǒng)社會，對數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算的各種算法都是通過手工計(jì)算完成的，只有進(jìn)入現(xiàn)代計(jì)算機(jī)和信息社會時(shí)代，算法才得以在計(jì)算機(jī)上執(zhí)行。當(dāng)然其傳統(tǒng)算法也要根據(jù)在計(jì)算機(jī)上執(zhí)行的需要而做出相應(yīng)的修改和變化。 要使自己設(shè)計(jì)出的算法能夠在計(jì)算機(jī)上執(zhí)行，必須借助一種計(jì)算機(jī)語言作為工具，將其編寫成相關(guān)的程序代碼。本書利用C語言作為其算法設(shè)計(jì)語言，編寫出相應(yīng)的函數(shù)定義模塊，進(jìn)而通過函數(shù)調(diào)用實(shí)現(xiàn)其算法功能。算法在計(jì)算機(jī)上執(zhí)行時(shí)，其待處理的數(shù)據(jù)來自計(jì)算機(jī)存儲系統(tǒng)中存儲的數(shù)據(jù)，所以現(xiàn)實(shí)生活中的數(shù)據(jù)，包括其選用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，還必須事先按照一定的存儲方法（存儲結(jié)構(gòu)），使之有效地保存到計(jì)算機(jī)存儲器中，供算法執(zhí)行時(shí)訪問和處理，算法處理結(jié)果也需要保存到計(jì)算機(jī)存儲器中，或打印輸出供用戶使用。 學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的目的是要學(xué)會根據(jù)數(shù)據(jù)處理問題的需要，選擇合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和存儲結(jié)構(gòu)，根據(jù)相應(yīng)的運(yùn)算設(shè)計(jì)出算法，進(jìn)而編寫出相應(yīng)的程序代碼，并在計(jì)算機(jī)上執(zhí)行（運(yùn)行）后得到處理結(jié)果。 本書按照十四五高等學(xué)校新工科計(jì)算機(jī)類專業(yè)系列教材總體編寫規(guī)劃的要求編寫，適合作為普通高校數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的教材。 本書符合課程自身學(xué)科特點(diǎn)，注重突出其實(shí)用性、簡明性、系統(tǒng)性和基礎(chǔ)性，讓學(xué)生能夠收到學(xué)以致用、事半功倍的良好效果。 本書共分為10章。第1章討論數(shù)據(jù)的各種基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，算法的定義以及評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)等內(nèi)容，為學(xué)習(xí)后續(xù)各章內(nèi)容做好準(zhǔn)備和鋪墊。第2章討論數(shù)據(jù)的集合結(jié)構(gòu)，以及相應(yīng)運(yùn)算、存儲結(jié)構(gòu)和算法實(shí)現(xiàn)（即編寫代碼）。第3章討論數(shù)據(jù)的線性結(jié)構(gòu)（線性表），以及相應(yīng)運(yùn)算、存儲結(jié)構(gòu)和算法實(shí)現(xiàn)。第4章討論數(shù)據(jù)的棧結(jié)構(gòu)和隊(duì)列結(jié)構(gòu)（它們都是線性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的特殊結(jié)構(gòu)），以及它們的運(yùn)算、存儲結(jié)構(gòu)和算法實(shí)現(xiàn)。第5章討論樹形結(jié)構(gòu)和其中典型的二叉樹結(jié)構(gòu)，以及它們的運(yùn)算、存儲結(jié)構(gòu)和算法實(shí)現(xiàn)。第6章討論二叉樹的應(yīng)用，列舉了搜索二叉樹、堆和哈夫曼樹的定義、運(yùn)算和相應(yīng)的算法實(shí)現(xiàn)。第7章討論數(shù)據(jù)的圖結(jié)構(gòu)和運(yùn)算，以及相應(yīng)的存儲結(jié)構(gòu)和算法實(shí)現(xiàn)。第8章討論圖的具體應(yīng)用，其中包括求一個(gè)圖的最小生成樹、最短路徑、拓?fù)渑判蚝完P(guān)鍵路徑。第9章討論對數(shù)據(jù)進(jìn)行的各種查找方法和算法，主要有二分查找、索引查找、散列查找和B樹查找等。第10章討論對數(shù)據(jù)進(jìn)行的各種排序方法和算法，主要有堆排序、快速排序、歸并排序、外存數(shù)據(jù)文件排序等。 編者精心編寫本書，力求本書內(nèi)容比同類教材更加系統(tǒng)規(guī)范，更加簡明實(shí)用。由于編者能力所限，錯(cuò)誤和不足之處在所難免，敬請廣大同行和讀者批評指正！ 本書中所有習(xí)題的詳細(xì)解答及課件等資源可以在中國鐵道出版社教育資源數(shù)字化平臺 （https://www.tdpress.com/51eds/）免費(fèi)下載。另外，還可以通過QQ號（771229083）與編者聯(lián)系。 徐孝凱 2023年3月