本书定位

本书的定位就是一本适合读者自学数据结构的书籍,它有区别于教材,希望给大家另一种阅读体验。

通常讲解数据结构的图书都是以教材的方式呈现。在写作前,我购买或在图书馆借阅了十几本非常好的数据结构相关教材用来为写作本书做准备。但经过认真阅读后,我发现,它们大多不是一本好的“自学”读物。

本书没有习题,有思考的题目也一定会给出某种答案。但本书每个复杂知识点的末尾,都会提供另一本书的进一步阅读建议。这也是基于它是一本自学读物的原则。读者阅读本书可能是任何时间任何地方,如果书中存在没有解答的习题,碰到了困难是没法及时找到老师来帮助的,因此本书尽量避免让读者有这样的困惑存在。如果需要练习的同学,我觉得还是应该考虑再去买本习题集来学习。学习数据结构和算法,做题和上机写代码非常有必要,从这个角度也说明,阅读完本书其实也只是完成入门而已。

本书内容

本书主要是按照教育部关于计算机专业数据结构课程大纲的要求略微增减来组织内容的。

主要包括:数据结构介绍,算法推导大O阶的方法,线性表结构的介绍,顺序结构与链式结构差异,栈与队列的应用,串的朴素模式匹配、KMP模式匹配算法,树结构的介绍,二叉树前中后序遍历,线索二叉树,赫夫曼树及应用,图结构的介绍,图的深度、广度遍历,最小生成树两种算法,最短路径两种算法,拓扑排序与关键路径算法,查找应用的相关介绍,折半查找、插值查找、斐波那契查找等静态查找,稠密索引、分块索引、倒排索引等索引技术,二叉排序树、平衡二叉树等动态查找,B树、B+树技术,散列表技术,排序应用的相关介绍,冒泡、选择、插入等简单排序,希尔、堆、归并、快速等改进排序,各位排序算法的对比等。

本书读者

数据结构是计算机软件相关专业的基础课程,几乎可以说,要想从事编程工作,无论你是否是科班出身,都不可以绕过这部分知识。因此,适合阅读本书的读者非常广泛,包括在读的本专科、中专职高技校等计算机专业学生、想转行做开发的非专业人员、欲考计算机研究生的应届或在职人员,以及工作后需要补学或温习数据结构和算法的程序员等各类读者。

本书对读者的技术背景要求比较低,只要是学过一门高级编程语言,例如C、C++、Java、C#、VB等就可以开始阅读本书。不过由于当中涉及到比较复杂的算法知识,需要读者有一定的数学修养和逻辑思维能力,否则可能书籍的后半部分阅读起来会比较吃力。

本书研读方法

事实上,任何有难度的知识和技巧,都不是那么容易被掌握的。我尽管已经朝着通俗易懂的方向努力,可有些数据结构,特别是经典算法,是几代科学家的智慧结晶,因此要掌握它们还是需要读者的全力投入。

作为作者,建议本书的研读方法为:

复习C语言的基础知识。如果你掌握的是别的语言也不要紧,适当了解一些C语言和你掌握的编程语言的语法差异还是有必要的。甚至将本书代码改造成另一种语言本身就是一种非常好的学习方法。

阅读第一遍时,建议从头至尾进行。如果你对前面的知识有足够了解,当然可以跳过直接阅读后面的章节。不过若要学习一门完整的知识并形成体系。通读本书,还是最好的学习方法。

阅读时,摘抄是非常好的习惯。“最淡的墨水也胜于最强的记忆!”有不少读者会认为摘抄了将来也不会再去看,有什么必要,但其实在写字的过程就是大脑学习的过程,写字在减缓你阅读的速度,从而让你更好地消化阅读的内容。相信大家都能理解,“囫囵吞枣”和“慢慢品味”的差异,学习同样如此。

阅读每一章时,特别是在阅读算法的推导过程时,一定要在电脑中运行代码(本书源码的下载地址可以到http://cj723.cnblogs.com中的《大话数据结构相关主题》中找到),了解代码的运行过程。本书的很多算法都做到了逐行讲解,但单纯阅读可能真的很难达到理解的程度(这是纸质书无法克服的缺陷),需要你通过开发工具调试,并设置断点和逐行执行,并参照书中的讲解,观察变量的变化情况来理解算法的编写原理。

阅读完每一章时,一定要在理解基础上记忆一些关键东西。最佳的效果就是你可以不看书也做到一点不错地默写出相关算法。

阅读完每一章时,一定要适当练习。互联网上也可以获得足够的习题来给你练习。练习的目的是为了检测自己是否真的完全理解了书中的内容。事实上很多时候,阅读中的人们只是自我感觉理解,而并非真正的明白。

学习不可能一蹴而就,数据结构和算法如果通过一本书就可以掌握,那本身就是笑话。本书附录提供了本书写作时的参考书目,基本都是最优秀的数据结构或相关的中文书籍各有侧重,建议大家可以适当地阅读。

出于为了让代码可以在低端编译环境通过的考虑,牺牲一些代码的简捷性和优雅性也是无可奈何和必要的。最终我将书中全部代码都改成C90 标准的代码。

C语言初学者可能会因为刚接触编程语言,特别是对指针的理解不深,而担心阅读困难。

我个人感觉,单纯学习指针是很难理解它的真正用途和好处,而通过学习数据结构,特别是像链式存储结构在各种结构算法中的运用,反而可以让读者进一步的理解指针的优越之处。从这个角度说,数据结构的学习可以反过来加强读者对C语言,特别是指针概念的理解。

编程语言差异

C语言是一门古老的高级语言,它的应用范围非常广泛,因此我选择它作为本书的算法展示语言。如果读者之前学过它,那么阅读本书就不存在语言障碍。懂得C++语言的读者,同样也不会有任何语言上的问题。

掌握Java、C#、VB等面向对象语言的读者,当面对书中大量的C语言式的结构(struct)声明和针对结构的参数传递的代码时,可以理解为是类的定义和由类生成对象的传递。尽管的确存在差异,但并不影响整体对数据结构知识和算法原理的理解。

我个人感觉,哪怕是对C语言不熟悉,也不妨利用学习数据结构的机会,学习一下C语言的编程方法,这对于将来应用其他高级语言也是有很大帮助的。