CS240:数据结构与算法I

《CS240:数据结构与算法I》是计算机科学领域的一门重要课程，主要针对初学者或进阶者，旨在深入理解数据结构和算法的基础知识。这门课程通常涵盖了一系列核心概念，如数组、链表、栈、队列、树、图、排序算法和搜索算法等。使用Java作为编程语言进行教学，是因为Java具有良好的面向对象特性，适合用来实现各种数据结构和算法。 一、数据结构 1. **数组**：基础的数据结构，提供固定大小的存储空间，可以通过索引访问元素。Java中的数组有动态和静态两种，静态数组在声明时确定大小，而动态数组如ArrayList则可以在运行时动态调整大小。 2. **链表**：非连续存储的数据结构，包括单向链表和双向链表。链表通过节点间的指针链接，插入和删除操作比数组更高效。 3. **栈**：后进先出（LIFO）的数据结构，常用于函数调用、表达式求值等。Java中的栈可以使用ArrayDeque类实现。 4. **队列**：先进先出（FIFO）的数据结构，适用于任务调度、打印队列等。Java的Queue接口提供了多种队列实现，如LinkedList和ArrayDeque。 5. **树**：分层数据结构，包括二叉树、平衡树（AVL树、红黑树）等。二叉树用于快速查找，平衡树则保证了查找效率的平衡。 6. **图**：表示对象之间的关系，有邻接矩阵和邻接表两种表示方式。图的遍历包括深度优先搜索（DFS）和广度优先搜索（BFS）。 二、算法 1. **排序算法**：包括冒泡排序、选择排序、插入排序、快速排序、归并排序、堆排序等。理解它们的时间复杂度和稳定性对于优化程序性能至关重要。 2. **搜索算法**：如线性搜索、二分搜索、深度优先搜索、广度优先搜索等，各有其适用场景和效率特点。 3. **递归**：一种自我调用的解决问题的方法，常用于树和图的遍历、斐波那契数列等问题。 4. **动态规划**：解决最优化问题的有效手段，通过构建状态转移方程来避免重复计算。 5. **贪心算法**：每次做出局部最优决策，以期望得到全局最优解，适用于背包问题、最小生成树等问题。 在CS240课程中，"CS240-master"这个文件名可能指的是课程资源的主目录，包含了课程的代码示例、讲义、练习题和解决方案等内容。通过学习和实践这些材料，学生可以掌握如何在Java环境中设计、实现和分析数据结构与算法，从而提升编程能力和问题解决能力。