出 版 說 明

信息時(shí)代早已顯現(xiàn)其誘人魅力，當(dāng)前幾乎每個(gè)人隨身都攜有多個(gè)媒體、信息和通信設(shè)備，享受其帶來的快樂和便宜。

我國高等教育早已進(jìn)入大眾化教育時(shí)代。而且計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展很快，知識更新速度也在快速增長，社會(huì)對計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的專業(yè)能力要求也在不斷翻新。這就使得我國目前的計(jì)算機(jī)教育面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。我們必須更新教育觀念——弱化知識培養(yǎng)目的，強(qiáng)化對學(xué)生興趣的培養(yǎng)，加強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生理論學(xué)習(xí)、快速學(xué)習(xí)的能力，強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力、動(dòng)手能力、研究能力和創(chuàng)新能力。

教育觀念的更新，必然伴隨教材的更新。一流的計(jì)算機(jī)人才需要一流的名師指導(dǎo)，而一流的名師需要精品教材的輔助，而精品教材也將有助于催生更多一流名師。名師們在長期的一線教學(xué)改革實(shí)踐中，總結(jié)出了一整套面向?qū)W生的獨(dú)特的教法、經(jīng)驗(yàn)、教學(xué)內(nèi)容等。本套叢書的目的就是推廣他們的經(jīng)驗(yàn)，并促使廣大教育工作者更新教育觀念。

在教育部相關(guān)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)專家的幫助和指導(dǎo)下，在各大學(xué)計(jì)算機(jī)院系領(lǐng)導(dǎo)的協(xié)助下，清華大學(xué)出版社規(guī)劃并出版了本系列教材，以滿足計(jì)算機(jī)課程群建設(shè)和課程教學(xué)的需要，并將各重點(diǎn)大學(xué)的優(yōu)勢專業(yè)學(xué)科的教育優(yōu)勢充分發(fā)揮出來。

本系列教材行文注重趣味性，立足課程改革和教材創(chuàng)新，廣納全國高校計(jì)算機(jī)優(yōu)秀一線專業(yè)名師參與，從中精選出佳作予以出版。

本系列教材具有以下特點(diǎn)。

1. 有的放矢

針對計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生并站在計(jì)算機(jī)課程群建設(shè)、技術(shù)市場需求、創(chuàng)新人才培養(yǎng)的高度，規(guī)劃相關(guān)課程群內(nèi)各門課程的教學(xué)關(guān)系，以達(dá)到教學(xué)內(nèi)容互相銜接、補(bǔ)充、相互貫穿和相互促進(jìn)的目的。各門課程功能定位明確，并去掉課程中相互重復(fù)的部分，使學(xué)生既能夠掌握這些課程的實(shí)質(zhì)部分，又能節(jié)約一些課時(shí)，為開設(shè)社會(huì)需求的新技術(shù)課程準(zhǔn)備條件。

2. 內(nèi)容趣味性強(qiáng)

按照教學(xué)需求組織教學(xué)材料，注重教學(xué)內(nèi)容的趣味性，在培養(yǎng)學(xué)習(xí)觀念、學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)，注重創(chuàng)新教育，加強(qiáng)“創(chuàng)新思維”，“創(chuàng)新能力”的培養(yǎng)、訓(xùn)練；強(qiáng)調(diào)實(shí)踐，案例選題注重實(shí)際和興趣度，大部分課程各模塊的內(nèi)容分為基本、加深和拓寬內(nèi)容3個(gè)層次。

3. 名師精品多

廣羅名師參與，對于名師精品，予以重點(diǎn)扶持，教輔、教參、教案、PPT、實(shí)驗(yàn)大綱和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)等配套齊全，資源豐富。同一門課程，不同名師分出多個(gè)版本，方便選用。

4. 一線教師親力

專家咨詢指導(dǎo)，一線教師親力；內(nèi)容組織以教學(xué)需求為線索；注重理論知識學(xué)習(xí)，注重學(xué)習(xí)能力培養(yǎng)，強(qiáng)調(diào)案例分析，注重工程技術(shù)能力鍛煉。

經(jīng)濟(jì)要發(fā)展，國力要增強(qiáng)，教育必須先行。教育要靠教師和教材，因此建立一支高水平的教材編寫隊(duì)伍是社會(huì)發(fā)展的關(guān)鍵，特希望有志于教材建設(shè)的教師能夠加入到本團(tuán)隊(duì)。通過本系列教材的輻射，培養(yǎng)一批熱心為讀者奉獻(xiàn)的編寫教師團(tuán)隊(duì)。

清華大學(xué)出版社前言

“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法”課程涉及的內(nèi)容十分豐富，包含了計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的許多重要知識，許多分析、解決問題的方法新穎，技巧性強(qiáng)，對學(xué)生計(jì)算機(jī)軟件素質(zhì)的培養(yǎng)作用明顯。為培養(yǎng)、訓(xùn)練學(xué)生選用合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法設(shè)計(jì)方法編寫質(zhì)量高、風(fēng)格好的應(yīng)用程序，學(xué)生需要不斷地進(jìn)行編程實(shí)踐，將實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)實(shí)踐環(huán)節(jié)與理論教學(xué)相融合，通過實(shí)踐教學(xué)促進(jìn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法理論知識的學(xué)習(xí)，有效提高教學(xué)效果和教學(xué)水平。

本書是游洪躍、唐寧九主編，清華大學(xué)出版社出版的《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法(C++版)(第2版)》(ISBN 978��7��302��55774��6，后面簡稱為主教材)的配套教材。全書分為3部分，具體如下。

第1部分總結(jié)了主教材所述的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法基礎(chǔ)知識。主要目的是幫助讀者回顧所學(xué)知識，順利完成后續(xù)的實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)。

第2部分包含了22個(gè)實(shí)驗(yàn)。這些實(shí)驗(yàn)題目包括了主教材正文內(nèi)容的不同實(shí)現(xiàn)方式(例如實(shí)現(xiàn)不帶頭節(jié)點(diǎn)形式的單鏈表)，包括了對主教材內(nèi)容的改進(jìn)(例如對主教材的哈夫曼樹類模板的方法EnCode加以改進(jìn)，將查找字符位置通過指向函數(shù)的指針來實(shí)現(xiàn))，包括了對主教材算法的優(yōu)化(例如用賦值語句代替交換兩個(gè)數(shù)據(jù)元素的方法，來優(yōu)化快速排序算法與堆排序)，包括了對主教材算法的改造與提高(例如改進(jìn)最小生成樹的Kruskal算法)，還包括了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法的有趣應(yīng)用(例如要求在一個(gè)n×n的棋盤上放置n個(gè)皇后并且放置的n個(gè)皇后不會(huì)互相吃掉)，通過實(shí)驗(yàn)極大提高讀者數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法的應(yīng)用能力。每個(gè)實(shí)驗(yàn)都包括目的與要求、工具及準(zhǔn)備工作、實(shí)驗(yàn)分析、實(shí)驗(yàn)步驟、測試與結(jié)論以及思考與感悟幾部分。實(shí)驗(yàn)給出了具體操作步驟以及具體、實(shí)用的指導(dǎo)，讓初學(xué)者面對實(shí)驗(yàn)題目不會(huì)束手無策。希望讀者通過實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驅(qū)W有所思，得到啟迪與感悟。

第3部分包含了11個(gè)課程設(shè)計(jì)項(xiàng)目。簡單的項(xiàng)目可以一個(gè)人單獨(dú)完成，復(fù)雜的項(xiàng)目可由幾個(gè)人共同完成。這些項(xiàng)目包括對主教材中實(shí)例研究的改進(jìn)(例如從鍵盤上輸入中綴算術(shù)表達(dá)式，包括括號，計(jì)算出表達(dá)式的值)，包括接近實(shí)際課題的項(xiàng)目(例如采用哈夫曼算法開發(fā)一個(gè)壓縮軟件，以及采用圖的知識開發(fā)公園導(dǎo)游系統(tǒng))，包括容易引起讀者興趣的項(xiàng)目(例如詞典變位詞檢索系統(tǒng))，還包括開拓學(xué)生視野的項(xiàng)目(例如用具有自學(xué)習(xí)功能的專家系統(tǒng)思想實(shí)現(xiàn)《動(dòng)物游戲》的開發(fā))。課程設(shè)計(jì)項(xiàng)目一般都提供功能的擴(kuò)展方法，基礎(chǔ)較差的讀者可只實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)功能，對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法有興趣的讀者可實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)的功能，這樣使不同層次的讀者都會(huì)有所收獲。讀者通過做這些項(xiàng)目能快速提高解決實(shí)際問題的能力。每個(gè)項(xiàng)目都給出了分析與實(shí)現(xiàn)方法，還給出了一些改進(jìn)建議，讀者可以在完成基本任務(wù)的前提下，對程序加以改進(jìn)和提高。

本書所有實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)都在Visual C++ 6.0、Visual C++ 2017、Dev�睠++ v5.11和CodeBlocks v16.01中通過測試。

為滿足不同層次的教學(xué)需求，本教材使用了分層的思想，分層方法如下: 沒加星號“�场奔啊蔼唱场钡牟糠质腔�本內(nèi)容，適合所有讀者學(xué)習(xí)；加有星號“�场钡牟糠质沁m合計(jì)算機(jī)專業(yè)的讀者深入學(xué)習(xí)的選學(xué)部分；加有兩個(gè)星號“�唱场钡牟糠诌m合感興趣的同學(xué)研究，尤其適合那些準(zhǔn)備參加ACM競賽的讀者加以深入研究。作者為本書提供了全面的教學(xué)支持，讀者可在清華大學(xué)出版社官網(wǎng)的本書頁面下載如下教學(xué)資源。

(1) 本書作者開發(fā)軟件包(包含所有本書所講的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法的類模板與函數(shù)模板)。

(2) 全書所有實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)的在Visual C++ 6.0、Visual C++ 2017、Dev�睠++ v5.11和CodeBlocks v16.01開發(fā)環(huán)境中的測試程序。

(3) 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法相關(guān)的其他資料(例如Dev�睠++v5.11與CodeBlocks v16.01軟件等開源C++編譯器)。

通過掃描二維碼可觀看全書所有實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)的測試程序演示視頻，其中第1個(gè)二維碼對應(yīng)Visual C++ 6.0開發(fā)環(huán)境的測試程序演示視頻，第2個(gè)二維碼對應(yīng)VisualC++ 2017開發(fā)環(huán)境的測試程序演示視頻，第3個(gè)二維碼對應(yīng)Dev�睠++ v5.11開發(fā)環(huán)境的測試程序演示視頻，第4個(gè)二維碼對應(yīng)CodeBlocks v16.01開發(fā)環(huán)境的測試程序演示視頻。

在附錄D中介紹Visual C++ 6.0、Visual C++ 2017、Dev�睠++ v5.11和CodeBlocks v16.01開發(fā)環(huán)境建立工程的步驟，可通過掃描二維碼觀看具體操作視頻。

程艷紅、袁平、陳良銀、游倩、張銀、文芝明等人對本書做了大量的工作，包括提供資料，調(diào)試算法，參與了部分內(nèi)容的編寫，在此特向他們表示感謝；作者還要感謝為本書提供直接或間接幫助的每一個(gè)朋友，由于你們的熱情幫助和鼓勵(lì)，才激發(fā)了作者寫好本書的信心和寫作熱情。

本書的出版要感謝清華大學(xué)出版社的相關(guān)編校人員大力支持，由于他們?yōu)楸緯�的出版傾注了大量熱情，也由于他們的前瞻性眼光，才讓讀者有機(jī)會(huì)看到本書。

盡管作者有認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度，并做了最大努力，但由于作者水平有限，書中難免出現(xiàn)不妥之處，敬請各位讀者不吝賜教，以便及時(shí)修正，提高本書的水準(zhǔn)。

作者2020年9月