全国计算机等级考试公共基础知识讲义.doc
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2022-11-30
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全国计算机等级考试——二级公共基础知识辅导讲义
第一章 数据结构与算法
1.1 算法
1、算法是指解题方案的准确而完整的描述。换句话说，算法是对特定问题求解步骤的一种
描述。
*：算法不等于程序，也不等于计算方法。程序的编制不可能优于算法的设计。
2、算法的基本特征
（1）可行性。针对实际问题而设计的算法，执行后能够得到满意的结果。
（2）确定性。每一条指令的含义明确，无二义性。并且在任何条件下，算法只有唯一的一
条执行路径，即相同的输入只能得出相同的输出。
（3）有穷性。算法必须在有限的时间内完成。有两重含义，一是算法中的操作步骤为有限
个，二是每个步骤都能在有限时间内完成。
（4）拥有足够的情报。算法中各种运算总是要施加到各个运算对象上，而这些运算对象又
可能具有某种初始状态，这就是算法执行的起点或依据。因此，一个算法执行的结果总是与
输入的初始数据有关，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
将无法执行或执行有错。一般说来，当算法拥有足够的情报时，此算法才是有效的；而当提
供的情报不够时，算法可能无效。
*：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。
3、算法复杂度主要包括时间复杂度和空间复杂度。
（1）算法时间复杂度是指执行算法所需要的计算工作量，可以用执行算法的过程中所需基
本运算的执行次数来度量。
（2）算法空间复杂度是指执行这个算法所需要的内存空间。
1.2 数据结构的基本概念
1、数据结构是指相互有关联的数据元素的集合。
2、数据结构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。
数据的逻辑结构包含：1）表示数据元素的信息；2）表示各数据元素之间的前后件关系。
（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。
数据的存储结构有顺序、链接、索引等。
1）顺序存储。它是把逻辑上相邻的结点存储在物理位置相邻的存储单元里，结点间的逻辑
关系由存储单元的邻接关系来体现。由此得到的存储表示称为顺序存储结构。
2）链接存储。它不要求逻辑上相邻的结点在物理位置上亦相邻，结点间的逻辑关系是由附
加的指针字段表示的。由此得到的存储表示称为链式存储结构。
3）索引存储：除建立存储结点信息外，还建立附加的索引表来标识结点的地址。
*：数据的逻辑结构反映数据元素之间的逻辑关系，数据的存储结构（也称数据的物理结构）
是数据的逻辑结构在计算机存储空间中的存放形式。同一种逻辑结构的数据可以采用不同的
存储结构，但影响数据处理效率。
（3）对各种数据结构进行的运算。
3、数据结构的图形表示
一个数据结构除了用二元关系表示外，还可以直观地用图形表示。在数据结构的图形表示中，
对于数据集合 D 中的每一个数据元素用中间标有元素值的方框表示，一般称之为数据结点，
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