具体描述
本套教材根据教育部高等学校非计算机专业计算机基础课程教学指导分委员会最新提出的《关于进一步加强高校计算机基础教学的几点意见》中的课程体系和教学基本要求组织编写。本书根据其中有关“大学计算机基础”课程的教学要求而编写。本套教材主编冯博琴是教育部高等学校非计算机专业计算机基础课程教学指导分委员会主任委员。
全书分为三部分，共14章。第一部分(第1—3章)介绍计算机系统与平台，内容包括计算机概述、计算机硬件基础和操作系统。第二部分(第4～8章)介绍计算机开发与应用，包括程序设计基础、数据库基础、多媒体技术基础、计算机网络和信息安全。第三部分(第9～14章)是实验指导，分别介绍操作系统、程序设计、数据库、多媒体技术、计算机网络以及信息安全方面的配套实验，其内容紧密配合前8章的主教材内容，体现基本原理，可操作性强。
本书由6位教学经验丰富的一线教师编写，立意新颖、概念清楚、技术实用，配有大量的例题、习题以及实验，理论联系实践，便于学生学习。本书可作为高等学校非计算机专业大学计算机基础课程教材，也可作为其他专业计算机公共基础课程的教材，还可作为计算机爱好者的自学用书。
《数据结构与算法基础：C语言实现》 本书旨在为计算机科学及相关专业的学生提供一套全面而深入的数据结构与算法学习资源。 它不仅仅是一本理论的阐述，更是一本注重实践与应用的教学用书，尤其侧重于使用经典的C语言进行核心概念的实现与演示。 第一部分：基础篇——构建坚实的编程基石 本部分将读者从零开始，系统梳理学习高效算法和复杂数据结构所必需的底层知识。 第一章：预备知识回顾与环境配置 本章首先对C语言中的指针、内存管理（堆与栈）以及结构体进行深入回顾，这些是理解数据结构底层机制的关键。我们详细讲解了预处理指令、动态内存分配函数（`malloc`, `calloc`, `realloc`, `free`）的正确使用与陷阱，强调内存泄漏的识别与避免。此外，本章还指导读者搭建一个稳定且高效的开发环境，包括选择合适的C编译器（如GCC）以及集成开发环境（IDE），确保后续代码编译与调试的顺畅。 第二章：算法分析与效率评估 理解算法的效率是学习算法设计的第一步。本章聚焦于算法分析的理论基础。我们将详细介绍大O表示法（$O$）、大Omega表示法（$Omega$）和大Theta表示法（$Theta$），并用实例分析常见操作的时间复杂度，如线性搜索、二分搜索等。重点讨论了最好情况、最坏情况和平均情况下的复杂度分析方法。通过对递归函数的复杂度分析（如主定理的应用），读者将掌握如何量化评估不同算法的性能优劣。 第二部分：线性结构——组织信息的基石 本部分深入探讨最常见且基础的线性数据组织方式，并展示它们在实际问题中的应用。 第三章：线性表（数组与链表） 本章从最基础的数组结构开始，讨论其随机访问的优势与插入删除的劣势。随后，我们详细介绍单向链表、双向链表和循环链表的实现。每种链表都配有完整的C语言代码实现，包括节点的创建、插入、删除、遍历以及释放内存的完整流程。特别地，本章探讨了链表在实现栈和队列时的优势，以及如何在链表结构中实现高效的节点查找。 第四章：栈与队列 栈（Stack）和队列（Queue）是受限制的抽象数据类型（ADT）。本章分别阐述了它们的“后进先出”（LIFO）和“先进先出”（FIFO）特性。我们将分别使用数组和链表两种底层结构来实现栈和队列，并对比分析两种实现方式在性能上的差异。重点应用案例包括：表达式求值（中缀转后缀/前缀）、括号匹配检验、迷宫求解的辅助结构。 第三部分：非线性结构——处理复杂关系 本部分转向更复杂的非线性结构，这些结构能够更有效地表达和处理数据之间的层次或网状关系。 第五章：树形结构 树是计算机科学中最核心的数据结构之一。本章从树的基本术语（根、节点、度、深度、高度）入手，随后深入讲解二叉树的遍历方法（前序、中序、后序——递归与非递归实现）。 第六章：二叉搜索树（BST）与平衡树 本章重点介绍了二叉搜索树的查找、插入和删除操作，并分析了其在最坏情况下的性能退化问题。为了解决性能问题，我们引入平衡二叉树的概念。虽然本书不深入展开复杂的AVL树或红黑树的完整旋转机制，但会详细阐述其设计思想和平衡维护的必要性，并提供一个简单的平衡性检测代码框架。 第七章：图结构 图结构用于模拟现实世界中的复杂网络关系。本章详述图的定义、术语（有向/无向、权值、路径）。重点讲解图的两种基本表示方法：邻接矩阵和邻接表，并分析它们在空间占用和操作效率上的取舍。本章将为下一部分图算法的学习奠定坚实的基础。 第四部分：核心算法与应用 本部分将理论与实践紧密结合，介绍解决实际问题的经典算法。 第八章：经典查找算法 本章系统地介绍了不同数据集上的查找算法。我们详细分析了顺序查找和二分查找（仅适用于有序数组）的原理与C语言实现。在此基础上，引入哈希表（散列表）的概念，讲解哈希函数的设计、冲突处理方法（开放定址法与链地址法），并展示如何构建一个高效的基于C语言结构体的哈希表实现。 第九章：排序算法精讲 排序是算法领域的核心内容。本章全面覆盖了内部排序的各种经典方法： 1. 简单排序：冒泡排序、选择排序、插入排序（分析其稳定性与适用性）。 2. 高效排序：快速排序（分区交换的详细过程）、归并排序（分治策略的体现）。 3. 线性时间排序：计数排序、桶排序和基数排序（讨论其应用前提）。 每种算法都配有详尽的C代码，并辅以性能分析图表，帮助读者理解其时间复杂度和空间复杂度的量化差异。 第十章：图的遍历与路径算法 本章聚焦于如何利用图结构解决实际问题。 1. 图的遍历：深度优先搜索（DFS）和广度优先搜索（BFS）的实现，并展示它们在连通性判断中的应用。 2. 最短路径问题：介绍解决单源最短路径问题的迪杰斯特拉（Dijkstra）算法。我们使用邻接表结构，并结合优先队列（作为辅助数据结构）的原理，实现一个高效的Dijkstra算法原型，并讨论其在非负权图中的适用性。 第五部分：实践与展望 第十一章：文件操作与数据持久化 在实际应用中，数据需要被持久化存储。本章指导读者使用C语言的文件I/O函数（如`fopen`, `fprintf`, `fscanf`, `fread`, `fwrite`）进行文本文件和二进制文件的读写操作。我们将演示如何将我们在前面章节中实现的链表或树结构数据序列化（写入文件）和反序列化（从文件读取），实现数据的长期保存。 附录A：C语言指针与结构体的高级技巧 附录B：常见算法面试题解析与优化思路 本书的编写风格严谨，理论阐述力求清晰准确，代码示例力求简洁、健壮、可移植。所有代码均经过充分测试，旨在帮助学习者真正掌握数据结构的设计思想，而非仅仅停留在API的调用层面。通过本书的学习，读者将能够独立分析问题、选择合适的数据结构和算法，并使用C语言实现高效的解决方案。
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