C语言数据结构（严蔚敏）

### C语言数据结构核心知识点概览 #### 一、数据结构与算法基本概念 - **数据结构**：数据结构是计算机存储、组织数据的方式。它不仅包括存储结构，还涉及数据之间的逻辑关系以及在其上定义的操作集合。有效的数据结构可以提高算法的效率，简化编码过程。 - **算法**：算法是一系列解决问题的明确指令集，它描述了如何从给定输入产生所需输出的过程。优秀的算法应当具有良好的时间复杂度和空间复杂度，以便在处理大规模数据时仍能保持高效。 #### 二、C语言基础 - **变量与数据类型**：理解C语言中的基本数据类型如int、float、char等，以及复合数据类型如数组、结构体、联合体和指针。 - **控制结构**：掌握条件语句（if-else）、循环语句（for、while、do-while）以及跳转语句（break、continue、return），这些都是编写复杂算法的基础。 - **函数与模块化**：学会使用函数封装代码，实现代码复用。了解参数传递、局部变量和全局变量的概念，以及函数返回值的使用。 #### 三、经典数据结构详解 1. **线性表** - **链表**：单链表、双链表、循环链表。链表是动态数据结构，适合插入和删除操作频繁的场景。 - **数组**：静态数据结构，适合随机访问和存储连续数据，但插入和删除效率较低。 2. **栈与队列** - **栈**：后进先出（LIFO）的数据结构，常见操作有push（入栈）、pop（出栈）。 - **队列**：先进先出（FIFO）的数据结构，常见操作有enqueue（入队）、dequeue（出队）。 3. **树型结构** - **二叉树**：每个节点最多有两个子节点的树，分为左子树和右子树。 - **二叉搜索树（BST）**：满足任何节点的值都大于其左子树中任意节点的值，小于其右子树中任意节点的值的二叉树。 - **平衡二叉树**：如AVL树和红黑树，通过自调整机制保持树的高度平衡，从而保证O(logn)的查询、插入和删除时间复杂度。 4. **图结构** - **图**：由顶点和边组成的数据结构，分为无向图和有向图。用于表示复杂的网络关系。 - **图的遍历**：深度优先搜索（DFS）和广度优先搜索（BFS）。 #### 四、排序与查找算法 1. **排序算法** - **冒泡排序**：通过重复遍历待排序序列，每次比较相邻元素并交换位置，直至整个序列有序。 - **快速排序**：采用分治策略，选择一个基准元素，将数据分为比基准小和比基准大的两部分，递归地排序这两部分。 - **堆排序**：基于完全二叉树的排序算法，构建最大堆或最小堆，然后逐个取出堆顶元素。 2. **查找算法** - **顺序查找**：从数据结构的起始位置开始，逐一比较目标元素，直至找到或遍历完整个结构。 - **二分查找**：在有序数组中，每次排除一半的可能性，直至找到目标元素或确定不存在。 #### 五、C语言与数据结构的应用 - **内存管理**：理解动态内存分配和释放的重要性，掌握malloc()、calloc()、realloc()和free()函数的使用。 - **文件操作**：学习如何在C语言中打开、读取、写入和关闭文件，理解文本模式和二进制模式的区别。 - **调试技巧**：掌握使用printf语句进行调试的方法，熟悉gdb等调试工具的基本操作。 《C语言数据结构（严蔚敏）》不仅涵盖了数据结构的基本理论，还深入探讨了C语言的高级用法，旨在培养读者具备扎实的数据结构基础知识和熟练的C语言编程能力，为后续更高级别的计算机科学领域学习打下坚实基础。