第 1章 導(dǎo)論 1 1.1　本章目標(biāo)　1 1.2　入門　1 1.3　何謂計(jì)算機(jī)科學(xué)　1 1.3.1　何謂編程　3 1.3.2　為何學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及抽象數(shù)據(jù)類型　4 1.3.3　為何學(xué)習(xí)算法　4 1.4　Python基礎(chǔ)　5 1.4.1　數(shù)據(jù)　5 1.4.2　輸入與輸出　16 1.4.3　控制結(jié)構(gòu)　18 1.4.4　異常處理　21 1.4.5　定義函數(shù)　23 1.4.6　Python面向?qū)ο缶幊蹋憾�義類　24 1.5　小結(jié)　37 1.6　關(guān)鍵術(shù)語　38 1.7　討論題　38 1.8　編程練習(xí)　38 第　2章 算法分析　40 2.1　本章目標(biāo)　0 2.2　何謂算法分析　40 2.2.1　大O記法　43 2.2.2　異序詞檢測示例　46 2.3　Python數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的性能　49 2.3.1　列表　49 2.3.2　字典　53 2.4　小結(jié)　55 2.5　關(guān)鍵術(shù)語　55 2.6　討論題　56 2.7　編程練習(xí)　56 第3章　基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)　57 3.1　本章目標(biāo)　57 3.2　何謂線性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)　57 3.3　棧　58 3.3.1　何謂�！�58 3.3.2　棧抽象數(shù)據(jù)類型　59 3.3.3　用Python實(shí)現(xiàn)�！�60 3.3.4　匹配括號(hào)　62 3.3.5　普通情況：匹配符號(hào)　64 3.3.6　將十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)　65 3.3.7　前序、中序和后序表達(dá)式　67 3.4　隊(duì)列　75 3.4.1　何謂隊(duì)列　75 3.4.2　隊(duì)列抽象數(shù)據(jù)類型　75 3.4.3　用Python實(shí)現(xiàn)隊(duì)列　76 3.4.4　模擬：傳土豆　77 3.4.5　模擬：打印任務(wù)　79 3.5　雙端隊(duì)列　84 3.5.1　何謂雙端隊(duì)列　84 3.5.2　雙端隊(duì)列抽象數(shù)據(jù)類型　84 3.5.3　用Python實(shí)現(xiàn)雙端隊(duì)列　85 3.5.4　回文檢測器　86 3.6　列表　88 3.6.1　無序列表抽象數(shù)據(jù)類型　88 3.6.2　實(shí)現(xiàn)無序列表：鏈表　89 3.6.3　有序列表抽象數(shù)據(jù)類型　97 3.6.4　實(shí)現(xiàn)有序列表　97 3.7　小結(jié)　100 3.8　關(guān)鍵術(shù)語　101 3.9　討論題　101 3.10　編程練習(xí)　102 第4章　遞歸　105 4.1　本章目標(biāo)　105 4.2　何謂遞歸　105 4.2.1　計(jì)算一列數(shù)之和　105 4.2.2　遞歸三原則　107 4.2.3　將整數(shù)轉(zhuǎn)換成任意進(jìn)制的字符串　108 4.3　棧幀：實(shí)現(xiàn)遞歸　110 4.4　遞歸可視化　111 4.5　復(fù)雜的遞歸問題　116 4.6　探索迷宮　118 4.7　動(dòng)態(tài)規(guī)劃　123 4.8　小結(jié)　128 4.9　關(guān)鍵術(shù)語　129 4.10　討論題　129 4.11　編程練習(xí)　129 第5章　搜索和排序　131 5.1　本章目標(biāo)　131 5.2　搜索　131 5.2.1　順序搜索　131 5.2.2　二分搜索　134 5.2.3　散列　136 5.3　排序　145 5.3.1　冒泡排序　145 5.3.2　選擇排序　147 5.3.3　插入排序　149 5.3.4　希爾排序　151 5.3.5　歸并排序　153 5.3.6　快速排序　156 5.4　小結(jié)　159 5.5　關(guān)鍵術(shù)語　160 5.6　討論題　160 5.7　編程練習(xí)　161 第6章　樹　163 6.1　本章目標(biāo)　163 6.2　示例　163 6.3　術(shù)語及定義　166 6.4　實(shí)現(xiàn)　168 6.4.1　列表之列表　168 6.4.2　節(jié)點(diǎn)與引用　171 6.5　二叉樹的應(yīng)用　173 6.5.1　解析樹　173 6.5.2　樹的遍歷　179 6.6　利用二叉堆實(shí)現(xiàn)優(yōu)先級(jí)隊(duì)列　182 6.6.1　二叉堆的操作　182 6.6.2　二叉堆的實(shí)現(xiàn)　183 6.7　二叉搜索樹　189 6.7.1　搜索樹的操作　190 6.7.2　搜索樹的實(shí)現(xiàn)　190 6.7.3　搜索樹的分析　201 6.8　平衡二叉搜索樹　202 6.8.1　AVL樹的性能　203 6.8.2　AVL樹的實(shí)現(xiàn)　204 6.8.3　映射實(shí)現(xiàn)總結(jié)　210 6.9　小結(jié)　211 6.10　關(guān)鍵術(shù)語　211 6.11　討論題　211 6.12　編程練習(xí)　213 第7章　圖及其算法　214 7.1　本章目標(biāo)　214 7.2　術(shù)語及定義　215 7.3　圖的抽象數(shù)據(jù)類型　216 7.3.1　鄰接矩陣　216 7.3.2　鄰接表　217 7.3.3　實(shí)現(xiàn)　218 7.4　寬度優(yōu)先搜索　220 7.4.1　詞梯問題　220 7.4.2　構(gòu)建詞梯圖　221 7.4.3　實(shí)現(xiàn)寬度優(yōu)先搜索　223 7.4.4　分析寬度優(yōu)先搜索　226 7.5　深度優(yōu)先搜索　226 7.5.1　騎士周游問題　226 7.5.2　構(gòu)建騎士周游圖　227 7.5.3　實(shí)現(xiàn)騎士周游　229 7.5.4　分析騎士周游　231 7.5.5　通用深度優(yōu)先搜索　233 7.5.6　分析深度優(yōu)先搜索　236 7.6　拓?fù)渑判颉?36 7.7　強(qiáng)連通單元　238 7.8　最短路徑問題　241 7.8.1　Dijkstra算法　243 7.8.2　分析Dijkstra算法　245 7.8.3　Prim算法　245 7.9　小結(jié)　248 7.10　關(guān)鍵術(shù)語　249 7.11　討論題　249 7.12　編程練習(xí)　250 第8章　附加內(nèi)容　251 8.1　本章目標(biāo)　251 8.2　復(fù)習(xí)Python列表　251 8.3　復(fù)習(xí)遞歸　256 8.3.1　同余定理　257 8.3.2　冪剩余　257 8.3.3　最大公因數(shù)與逆元　258 8.3.4　RSA算法　261 8.4　復(fù)習(xí)字典：跳表　264 8.4.1　映射抽象數(shù)據(jù)類型　265 8.4.2　用Python實(shí)現(xiàn)字典　265 8.5　復(fù)習(xí)樹：量化圖片　274 8.5.1　數(shù)字圖像概述　274 8.5.2　量化圖片　275 8.5.3　使用八叉樹改進(jìn)量化算法　277 8.6　復(fù)習(xí)圖：模式匹配　284 8.6.1　生物學(xué)字符串　285 8.6.2　簡單比較　285 8.6.3　使用圖：DFA　287 8.6.4　使用圖：KMP　288 8.7　小結(jié)　291 8.8　關(guān)鍵術(shù)語　291 8.9　討論題　291 8.10　編程練習(xí)　292 附錄A　Python圖形包　293 附錄B　Python資源　294 參考資料295