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編輯推薦： 本书在编写过程中特别考虑到了面向对象程序设计OOP的思想与Java语言的特性。它不是从基于另一种程序设计语言的数据结构教材简单地＂改编＂而来的，因此在数据结构的实现上更加＂地道＂地运用了Java语言，并且自始至终强调以面向对象的方式来思考、分析和解决问题。 內容簡介： 本书是为数据结构入门课程而编写的教材。作者Frank Carrano在编写过程自始至终特别考虑到了Java与对象，为教师和学生提供了一种精心设计并经过教学实验的方式借助Java讲授ADT和对象。本书独特的设计将内容组织为相对较短的章。这种方式使学习更容易，并留出了教学的机动性。本书教给学生如何使用线性表、词典、栈、队列等等来组织数据。利用这些数据组织方式，学生们将学到算法设计的相关技术。 關於作者： Frank M.Carrano是美国罗得岛大学计算机科学系的荣誉退休教授，于1969年获得美国锡拉丘兹大学计算机科学专业博士学位。他的兴趣包括数据结构、计算机科学教育、社会问题的计算处理和数值计算。Carrano教授对计算机科学高年级本科课程的设计和交付特别感兴趣，曾撰写了多本著名的计算机科学专业的本科教材。 张引，浙江大学计算机科学与技术学院副教授，1999年于浙江大学计算机系取得计算机应用博士学位并留校工作至今。主要研究领域为图形图像、模式识别、数据分析与挖掘、知识表达与发现。 目錄： 目录 第1章袋子 袋子 袋子的行为 袋子的规格说明 接口 ADT袋子的使用 像使用自动售货机一样使用ADT Java类库： 接口Set 第2章使用数组实现袋子 使用固定大小的数组实现ADT袋子 一个类比 一组核心方法 核心方法的实现 核心方法的测试 更多方法的实现 删除物品的方法 使用可变大小的数组实现ADT袋子 调整数组的大小 袋子的一种新的实现 使用数组实现ADT袋子的优缺点 第3章使用链表实现袋子 链表 通过添加节点到表头来创建链表 ADT袋子的链表实现 私有的类Node 类LinkedBag的概要 一些核心方法的定义 核心方法的测试 方法getFrequencyOf 方法contains 从链表中删除物品 方法remove和clear 具有方法set和get的类Node 使用链表实现ADT袋子的优缺点 第4章算法的效率 动机 算法效率的度量 基本操作次数的统计 最好、 最坏和平均情况 大O表示法 程序结构的复杂度 效率的图形化表示 ADT袋子不同实现的效率 基于数组的实现 基于链表的实现 两种实现方法的比较 第5章栈 ADT栈的规格说明 利用栈处理代数表达式 应用问题： 中缀代数表达式中括号平衡的 检查 应用问题： 中缀表达式向后缀表达式的 转换 应用问题： 后缀表达式的求值 应用问题： 中缀表达式的求值 程序栈 Java类库： 类Stack 第6章栈的实现 基于链表的实现 基于数组的实现 基于向量的实现 Java类库： Vector类 使用向量实现ADT栈 第7章递归 什么是递归 跟踪一个递归方法 有返回值的递归方法 递归地处理一个数组 递归地处理一个链表 递归方法的时间效率 countDown的时间效率 计算xn的时间效率 一个复杂问题的简单解决方案 一个简单问题的拙劣解决方案 尾递归 间接递归 使用栈代替递归 第8章排序引论 组织Java对数组排序的方法 选择排序 迭代选择排序 递归选择排序 选择排序的效率 插入排序 迭代插入排序 递归插入排序 插入排序的效率 链表的插入排序 希尔排序 Java代码 希尔排序的效率 算法比较 第9章快速排序方法 归并排序 数组的归并 递归的归并排序 归并排序的效率 迭代的归并排序 Java类库中的归并排序 快速排序 快速排序的效率 创建划分 快速排序的Java代码 Java类库中的快速排序 基数排序 基数排序的伪代码 基数排序的效率 算法比较 第10章队列、 双端队列和优先队列 ADT队列 解决问题： 模拟排队 解决问题： 计算出售股票时的资本 增益（一） Java类库： 接口Queue ADT双端队列 解决问题： 计算出售股票时的资本 增益（二） Java类库： 接口Deque Java类库： ArrayDeque类 ADT优先队列 解决问题： 跟踪你的作业 Java类库： 类PriorityQueue 第11章队列、 双端队列和优先队列的 实现 基于链表队列的实现 基于数组队列的实现 循环数组 有一个未使用存储单元的循环数组 基于向量队列的实现 基于循环链表队列的实现 由两部分构成的循环链表 Java类库： 类AbstractQueue 基于双向链表双端队列的实现 实现优先队列的可用方法 第12章线性表 ADT线性表的规格说明 使用ADT线性表 Java类库： List接口 Jave类库： ArraryList类 第13章用数组实现线性表 用数组实现ADT线性表 一个类比 Java实现 用数组实现ADT线性表的效率 用Vector实现ADT线性表 第14章用链表实现线性表 操作链表节点 在多种位置加入节点 在多种位置删除节点 私有方法getNodeAt 开始实现 数据域和构造函数 在列表结尾加入 在列表给定位置加入 方法isEmpty和toArray 测试核心方法 继续实现 一个更好的实现 尾引用 用链表实现ADT列表的效率 Java类库： 类LinkedList 第15章迭代器 迭代器是什么 Iterator接口 使用Iterator接口 独立类迭代器 内部类迭代器 基于链表实现 基于数组实现 为什么迭代器方法在它们自己的 类中 ListIterator接口 使用ListIterator接口 ListIterator接口基于数组的实现 内部类 Java类库： Iterable接口 Iterable和for-each循环 修改版接口List 第16章有序表 ADT有序表的规格说明 使用ADT有序表 链表实现 方法add 链表实现的效率 使用ADT线性表的实现 效率问题 第17章继承及线性表 使用继承实现有序表 设计一个基类 创建一个抽象基类 有序表的一种高效实现 方法add 第18章查找 问题引入 查找无序数组 无序数组的迭代式顺序查找 无序数组的递归式顺序查找 顺序查找数组的效率 查找有序数组 有序数组的顺序查找 有序数组的二分查找 Java类库： 方法binarySearch 二分查找数组的效率 查找无序链表 无序链表的迭代式顺序查找 无序链表的递归式顺序查找 顺序查找链表的效率 查找有序链表 有序链表的顺序查找 二分查找有序链表 查找方法的选择 第19章词典 ADT词典规格说明 Java接口 迭代器 使用ADT词典 问题解决： 电话号码本 问题解决： 词频 问题解决： 词的索引 Java类库： Map接口 第20章词典的实现 基于数组的实现 一个无序数组词典 一个有序数组词典 基于向量的实例 链式实例 一个无序链式词典 一个有序链式词典 第21章散列概述 散列是什么 散列函数 计算散列码 将散列码压缩成散列表的索引 处理冲突 用线性探测实现开放定址 用二次探测实现开放定址 用双重散列实现开放定址 开放定址的潜在问题 链地址 第22章用散列实现词典 散列的效率 容载分析 开放定址消耗分析 链地址消耗分析 再散列 不同冲突解决方案的对比 用散列实现词典的实例 散列表中的条目 数据域和构造函数 getValue， remove和add方法 迭代器 Java类库： HashMap类 Java类库： HashSet类 第23章树 树的概念 层次化的数据组织 树的术语 树的遍历 遍历二叉树 一般树的遍历 树的Java接口 树的通用接口 二叉树的接口 二叉树的例子 表达式树 决策树 二叉查找树 堆 一般树的例子 语法分析树 游戏树 第24章树的实现 二叉树的节点 节点的接口 二叉树节点的实现 ADT二叉树的实现 创建基本二叉树 privateSetTree方法 访问器与更改器方法 计算高度和节点数 遍历 表达式树的实现 一般树 一般树的节点 用二叉树表示一般树 第25章二叉查找树的实现 开始 二叉查找树接口 重复的条目 开始类定义 查找和检索 遍历 添加条目 递归实现 迭代实现 删除条目 删除一个叶子节点的条目 删除节点有一个孩子的条目 删除节点有两个孩子的条目 删除为根的条目 递归实现 迭代实现 操作的效率 平衡的重要性 节点添加的顺序 ADT词典实现 第26章堆的实现 再论ADT堆 用数组表示堆 插入条目 删除根 创建堆 堆排序 第27章平衡查找树 AVL树 单旋转 双旋转 实现细节 2-3树 查找2-3树 添加条目至2-3树 添加时分裂节点 2-4树 添加条目至2-4树 比较AVL， 2-3和2-4树 红黑树 红黑树的性质 添加条目到红黑树 Java类库： TreeMap类 B树 第28章图 一些示例和术语 公路线路图 航空线路图 迷宫 树 遍历 广度优先遍历 深度优先遍历 拓扑排序 路径 寻找路径 无权图的最短路径算法 加权图中的最短路径 ADT图的Java接口 第29章图的实现 两种实现的概述 邻接矩阵 邻接表 顶点和边 类Vertex的规格说明 内部类Edge 实现Vertex类 ADT图的实现 基本操作 图算法在 线 部 分 第30章可变的、 不可变的和可复制的对象（英文版本） 附录AJava基础 附录BJava类 附录C从已有类创建新类 附录D类的设计 附录E异常处理 附录F文件输入与输出 附录G文档与程序设计风格 內容試閱： 前 言 作者的话 欢迎大家阅读《数据结构与抽象Java版（第三版）》。这是一本针对数据结构入门课程（通常被称为CS-2）而编写的书， 它可以作为我写的另外一本书Imagine！Java的续篇。 无论是一名教师还是一位学生， 我想告诉你， 这本书的撰写是基于我执教本科计算机科学课程30余年的经验。我希望这本书具有很好的读者友好性， 使学生可以毫不费力地学， 教师可以事半功倍地教。为了达到这个目标， 你会发现学习材料是以小块我称之为小节的形式组织的， 这样易于消化学习内容， 促进学习。本书用大量模拟现实世界问题的例子作为新素材， 帮助学生更好地学习和掌握抽象概念。并使用大量简单的图表阐明、 厘清了复杂的思想。 我希望你喜欢读这本书。像很多已经读过此书的读者一样， 可以有效且不断地学习或者讲授数据结构。 致以亲切的问候 附言： 十分乐意与使用本书的教师和学生们保持联系。下面是我的几种联系方式： 我的Facebook： www.facebook.commakingitreal 我的Twitter： twitter.comFrank_M_Carrano 我的电子邮箱： carrano@acm.org 我的博客： frank-m-carrano.commakingitreal 学生注意事项 本书所包含的主题涉及各种数据组织方法的处理， 可以使应用程序高效地访问和操作数据。这些主题是以后学习计算机科学的基础， 因为它们提供了创建复杂和可靠的软件所需要的基础知识。无论是对设计电子游戏感兴趣还是喜欢开发机器人控制手术的软件， 数据结构的学习对成功而言都至关重要。即使现在不打算学习本书中的所有主题， 以后也有可能会接触到它们。衷心希望大家喜欢阅读本书， 并希望它成为未来课程学习的有用参考工具。 在看完这个前言之后， 读者应该阅读一下引言。这样就可以快速地了解它的主要内容， 以及在开始学习前所需要了解的相关Java的知识。附录A到附录G回顾了Java的基础知识、 类、 继承、 异常、 文件和javadoc风格的注释。请注意, 在本书的最后还给出了Java的保留字、 基本数据类型、 运算符的优先级和Unicode字符的列表。 另外， 请一定要浏览此前言的剩余部分， 从而了解本书将对你的学习有帮助的特色之处。 组织结构 本书主题的组织、 顺序的安排和内容展开的幅度都更易于学习和教学。它使读者一次专注于一个概念， 为读者提供主题学习顺序的灵活性， 并清晰地区分抽象数据类型（ADT）的说明和具体实现。为了达到这些目标， 本书将内容组织成30章， 每章都由一些短小的编了号的小节组成， 每个小节讲解一个概念。每一章或是讲述一个ADT的说明， 或是讲述它的实现。读者可以选择在了解一个ADT的说明后紧接着学习它的实现， 也可以选择在考虑任何实现问题之前先探讨若干个ADT的说明和使用。本书的组织结构可以使读者方便地选择自己喜欢的主题顺序进行阅读。 内容一览表 下面的各章名称列表显示了本书内容的整体组成情况。下面将会更进一步地描述各个章节的主要内容。请注意， 第30章（英文版本）和附录是在线提供的内容在线章节请登录华信教育资源网www.hxedu.com.cn下载。。 第1章 袋子 第2章 用数组实现袋子 第3章 用链表实现袋子 第4章 算法的效率 第5章 栈 第6章 栈的实现 第7章 递归 第8章 排序引论 第9章 快速排序方法 第10章 队列、 双端队列和优先队列 第11章 队列、 双端队列和优先队列的实现 第12章 线性表 第13章 用数组实现线性表 第14章 用链表实现线性表 第15章 迭代器 第16章 有序表 第17章 继承及线性表 第18章 查找 第19章 词典 第20章 词典的实现 第21章 散列概述 第22章 用散列实现词典 第23章 树 第24章 树的实现 第25章 二叉查找树的实现 第26章 堆的实现 第27章 平衡查找树 第28章 图 第29章 图的实现 第30章 可变的、 不可变的和可复制的对象 附录 A.Java基础 B.Java类 C.由已有类创建新类 D.类的设计 E.异常处理 F.文件输入与输出 G.文档与程序设计风格 第3版的新内容 根据读者和审稿人的意见， 对部分素材进行了重新组织。很多学生对栈和队列已经相当熟悉了， 所以对这些数据组织方式的内容出现在这一版较靠前的章节中。而且， 重新组织以后， 学生可以更好地理解链接数据的难点。在链表中添加或者删除头节点是最简单的操作。在介绍袋子的过程中， 本书使用这些简单的链表操作来实现袋子。在袋子之后介绍的是栈， 栈是一个更加有用的组织方式， 它的一种实现也是基于相同的简单链表。队列的实现为讨论对链表尾节点进行添加和删除提供了机会。最后， 本书对线性表的处理中关注了对链表中间节点进行添加和删除的操作。 读者将注意到相对于前一版本， 算法的效率（包括提升动机）、 递归和排序等内容也出现在此版本的靠前章节中。为了保持对数据结构的关注， 将原来的前三章Java类、 由已有类创建新类和类的设计移到了附录部分。现在引言之后直接就开始介绍第一个数据合集袋子。不过， 对于在开始学习本书主题之前需要学习Java类的读者， 仍然可以在附录中找到原来这些章节的完整内容。 最后， 这一版增加了一些新的特色。本书以问题解决的形式展示了大量的例子。在这种方式下， 首先提出一个问题， 然后讨论它的解决方案并进行实现。偶尔会出现的设计决策会探讨一个解决方案的多种设计选择。这两个新的特色帮助学生思考程序设计的重要方面， 也让他们在特定的场景下思考概念。上一个版本中已有的注释、 编程小贴士和自测问题（含答案）在本版中均进行了保留。此外， 读者将发现Deque接口、 ArrayDeque类的介绍以及其他的项目实践题目。 下面是本书新内容的总结： ● 较早介绍抽象数据类型、 可变大小数组和链接数据。 ● 对链接数据的循序渐进的讲解。 ● 较早介绍算法效率、 栈、 递归、 排序和队列等内容。 ● 有需要较好的算法效率的动力。 ● 第1章至第3章袋子、 用数组实现袋子和用链表实现袋子介绍和实现ADT袋子。 ● 新元素包括问题解决和设计决策。 ● 第二版中出现在开头章节的对Java类的回顾内容现在移到了附录中。 ● 标准接口Deque和类ArrayDeque的涵盖。 ● 附加的实践项目。 ● 自测问题的答案出现在每章的最后而不是附录中。 促进学习的特色之处 首先， 每章一开始都给出了内容列表， 学生需要阅读的预备章节和附录列表， 以及本章知识的学习目标。其次， 贯穿本书还出现了如下所示的其他教学元素： 注 以楷体字印刷的段落对重要的思想进行描述或者总结， 且需要和上下文一起阅读。 编程小贴士 在相关之处给出的改进或者有助于编程的建议。 示例 阐明新概念的大量例子。 解决问题 以解决问题的形式给出的大型例子， 其中首先提出问题， 然后对其解决方案进行讨论、 设计和实现。 设计决策 在制定解决方案的时候， 为读者可能做出的设计选择进行探讨。设计决策这一元素列出这样的设计选项， 并给出为特定例子所做出的最终选择的依据。这些讨论经常出现在解决问题例子的上下文中。 自测问题答案 在每一章中都会提出一些自测问题， 融合在章节的文字中， 来巩固刚刚提出的概念。这些自我检测问题帮助读者理解这些知识， 因为回答这些问题需要停顿和反思。这些问题的答案在每一章的最后给出。练习题和实践项目 可以通过解决每一章最后的练习题和实践项目来进行更深入的实践。遗憾的是， 尽管不是课堂授课， 我们也不能给读者提供这些练习题和实践项目的答案。只有采用本书进行教学的教师才可从出版商那里获取选中的答案。如果需要获得这些练习题和实践项目的帮助， 读者需要联系你的指导老师。 教师和学生可使用的教辅资源 以下各项资源在出版商的网站pearsonhighered.comcarrano上都可以访问到： ● 本书中出现的Java代码 ● 本书出版以来已发现的所有印刷错误的链接 ● 其他的在线内容的链接， 下面将进行介绍 教师资源为获取本书的教辅资源， 可参阅本书目录后所附的教辅申请表编者注。 以下访问受限的资源只提供给采用本书进行教学的教师。教师需要登录Pearson教师资源中心（访问pearsonhighered.comcarrano）来获取这些资源： ● PowerPoint授课幻灯片 ● 教师解决方案手册 ● 书中的图表 除此之外， 教师可以访问本书的同步网站来获取以下在线高级内容， 仍然可以通过pearsonhighered.comcarrano进行访问： ● 第30章 ● 术语表 ● 附录B、 附录C和附录D的练习题和实践项目 请联系你的Pearson销售代表来获取教师访问码。联系方式可以通过访问pearsonhighered.comreplocator进行查看。 学生资源相关文件也可登录华信教育资源网（www.hxedu.com.cn下载。 以下资源学生可以通过登录本书同步网站（访问pearsonhighered.comcarrano）来获得： ● 第30章 ● 术语表 ● 附录B、 附录C和附录D的练习题和实践项目 学生必须使用书前面的访问卡来注册和进入同步网站。没有访问码的学生可以按照同步网站上列出的步骤来购买访问权限。 请注意Java类库可以通过访问download.oracle.comjavase7docsapi来获得。 章节概述 本书的读者应当已经修完一门编程课程， 最好是Java编程。附录部分覆盖了假定读者要了解的Java基础知识。大家可以将附录作为复习内容， 或者作为从其他编程语言向J

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