计算机程序设计基础知识.docx

计 算 机 程 序 设 计 基 础 知 识 要求：这是计算机程序设计的一些基础知识，要求大家了解，不作 为考试的主要类容，但是会涉及一些。因为在进行论文答辩时，如 果问到一些软件设计的基础知识你都不知道可能会让得分减少很 多，所以大家一定要看下。 第一章 数据结构与算法 算法：是指解题方案的准确而完整的描述。 算法不等于程序，也不等计算机方法，程序的编制不可能优于算法 的设计。 算法的基本特征：是一组严谨地定义运算顺序的规则，每一个规则 都是有效的，是明确的，此顺序将在有限的次数下终止。特征包 括： （ 1 ）可行性； （2 ）确定性，算法中每一步骤都必须有明确定义，不充许有模棱两 可的解释，不允许有多义性； （ 3 ）有穷性，算法必须能在有限的时间内做完，即能在执行有限个 步骤后终止，包括合理的执行时间的含义； （4 ）拥有足够的情报。 算法的基本要素：一是对数据对象的运算和操作；二是算法的控制 结构。 指令系统：一个计算机系统能执行的所有指令的集合。 基本运算包括：算术运算、逻辑运算、关系运算、数据传输。 算法的控制结构：顺序结构、选择结构、循环结构。 算法基本设计方法：列举法、归纳法、递推、递归、减斗递推技 术、回溯法。 算法复杂度：算法时间复杂度和算法空间复杂度。 算法时间复杂度是指执行算法所需要的计算工作量。 算法空间复杂度是指执行这个算法所需要的内存空间。 数据结构研究的三个方面： （ 1 ）数据集合中各数据元素之间所固有的逻辑关系，即数据的逻辑 结构； （ 2 ）在对数据进行处理时，各数据元素在计算机中的存储关系，即 数据的存储结构； （ 3 ）对各种数据结构进行的运算。 数据结构是指相互有关联的数据元素的集合。 数据的逻辑结构包含： （ 1 ）表示数据元素的信息； （2 ）表示各数据元素之间的前后件关系。 数据的存储结构有顺序、链接、索引等。 线性结构条件： （ 1 ）有且只有一个根结点； （2 ）每一个结点最多有一个前件，也最多有一个后件 。 非线性结构：不满足线性结构条件的数据结构。 1． 3 线性表及其顺序存储结构 线性表是由一组数据元素构成，数据元素的位置只取决于自己的序 号，元素之间的相对位置是线性的。 在复杂线性表中，由若干项数据元素组成的数据元素称为记录，而 由多个记录构成的线性表又称为文件。 非空线性表的结构特征： （ 1 ）且只有一个根结点 a1 ，它无前件； （2 ）有且只有一个终端结点 an ，它无后件； （ 3 ）除根结点与终端结点外，其他所有结点有且只有一个前件，也 有且只有一个后件。结点个数 n 称为线性表的长度，当 n=0 时，称 为空表。 线性表的顺序存储结构具有以下两个基本特点： （ 1 ）线性表中所有元素的所占的存储空间是连续的； （2 ）线性表中各数据元素在存储空间中是按逻辑顺序依次存放的。 ai 的存储地址为： ADR(ai)=ADR(a1)+(i-1)k, 个元素的地址， k 代表每个元素占的字节数。 顺序表的运算：插入、删除。 1． 4 栈和队列 ， ADR(a1) 为第一 栈是限定在一端进行插入与删除的线性表，允许插入与删除的一端 称为栈顶，不允许插入与删除的另一端称为栈底。 栈按照“先进后出”（ FILO ）或“后进先出”（ LIFO ）组织数据， 栈具有记忆作用。用 top 表示栈顶位置，用 bottom 表示栈底。 栈的基本运算：（ 1 ）插入元素称为入栈运算；（ 2） 删除元素称为退 栈运算；（ 3）读栈顶元素是将栈顶元素赋给一个指定的变量，此时 指针无变化。 队列是指允许在一端（队尾）进入插入，而在另一端（队头）进行删 除的线性表。 Rear 指针指向队尾， front 指针指向队头。 队列是“先进行出”