計算機是數(shù)據(jù)處理的工具。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程作為計算機科學與技術專業(yè)的核心課程，主要講授數(shù)據(jù)的各種組織方式以及建立在這些結(jié)構(gòu)之上的各種運算算法的實現(xiàn)，它不僅為計算機語言程序設計提供了方法性的指導，還在一個更高的層次上總結(jié)了程序設計的常用方法和常用技巧。

　　要學好數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程，首先要從宏觀上理解本課程的目的和地位。該課程是在學完某種程序設計語言后開設的。僅掌握一門程序設計語言，不一定能編寫出“好程序”，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程就是為寫好程序服務的。程序是用于數(shù)據(jù)計算的，在編寫程序之前要理解數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)，這里是指數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)。從數(shù)據(jù)元素之間的相鄰關系歸納起來，數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)主要有線性結(jié)構(gòu)、樹形結(jié)構(gòu)和圖形結(jié)構(gòu)。僅弄清數(shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)是不夠的，還要將這些數(shù)據(jù)存放到計算機內(nèi)，這稱為數(shù)據(jù)的存儲結(jié)構(gòu)。一種數(shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)可能由多種存儲結(jié)構(gòu)實現(xiàn)。當設計好數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)后，就可以對其進行操作了，這種操作的指令序列稱為算法。不同的功能對應不同的算法，同一功能也可以有多種算法，從算法的時間和空間來分析，可以得到最佳算法。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程總結(jié)和歸納了在軟件開發(fā)中常用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，從數(shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)、存儲結(jié)構(gòu)和基本運算算法設計3個層面來討論，可以提高學生基本的數(shù)據(jù)組織和處理能力，為后續(xù)課程，如操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫原理和編譯原理等的學習打下基礎。

　　本書是作者根據(jù)近20年的教學經(jīng)驗，參考近年國內(nèi)外出版的多種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及C#面向?qū)ο蟪绦蛟O計教材，考慮教與學的特點，合理地進行內(nèi)容的取舍，精心組織編寫而成的。目前，國內(nèi)外數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教材大多數(shù)采用C/C++語言描述算法，考慮到C#語言與C/C++的一致性和良好的Windows界面設計優(yōu)點，本書采用C#語言面向?qū)ο蠓椒�描述算法和實驗程序設計。

　　全書由10章構(gòu)成，各章內(nèi)容如下：
　　第1章緒論，介紹數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本概念、采用C#語言描述算法的特點、算法分析方法和如何設計好算法等。
　　第2章線性表，介紹線性表的定義、線性表的兩種主要的存儲結(jié)構(gòu)和各種基本運算算法設計，最后通過示例討論線性表的應用。
　　第3章棧和隊列，介紹棧的定義、棧的存儲結(jié)構(gòu)、棧的各種基本運算算法設計和棧的應用； 隊列的定義、隊列的存儲結(jié)構(gòu)和隊列的各種基本運算算法設計和隊列的應用。
　　第4章串，介紹串的定義、串的存儲結(jié)構(gòu)、串的各種基本運算算法設計和串的模式匹配算法。
　　第5章數(shù)組和廣義表，介紹數(shù)組的定義、幾種特殊矩陣的壓縮存儲方式、稀疏矩陣的壓縮存儲及相關算法設計； 遞歸的定義和遞歸算法設計方法； 廣義表的定義、廣義表的存儲結(jié)構(gòu)及相關算法設計方法。
　　第6章樹和二叉樹，介紹樹的定義、樹的邏輯表示方法、樹的性質(zhì)、樹的遍歷和樹的存儲結(jié)構(gòu)二叉樹； 介紹二叉樹的定義、二叉樹的性質(zhì)、樹/森林和二叉樹的轉(zhuǎn)換與還原、二叉樹存儲結(jié)構(gòu)、二叉樹基本運算算法設計、二叉樹的遞歸和非遞歸遍歷算法、二叉樹的構(gòu)造、線索二叉樹和哈夫曼樹等。
　　第7章圖，介紹圖的定義、圖的存儲結(jié)構(gòu)、圖的基本運算算法設計、圖的兩種遍歷算法以及圖的應用（包括圖的最小生成樹、最短路徑、拓撲排序和關鍵路徑等）。
　　第8章查找，介紹查找的定義、線性表上的各種查找方法、樹表上的各種查找方法以及哈希表查找方法等。
　　第9章內(nèi)排序，介紹排序的定義、插入排序方法、交換排序方法、選擇排序方法、歸并排序方法和基數(shù)排序方法，并對各種排序方法進行了比較。
　　第10章外排序，介紹外排序的定義、外排序的基本步驟，重點討論了磁盤排序中的各種算法。
　　另外，附錄A中給出各章練習題單項選擇題部分的答案。

　　本書主要特點如下：
　�。�1） 結(jié)構(gòu)清晰，內(nèi)容豐富，文字敘述簡潔明了，可讀性強。
　�。�2） 圖文并茂，全書用300多幅圖來表述和講解數(shù)據(jù)的組織結(jié)構(gòu)和算法設計思想。
　�。�3） 力求歸納各類算法設計的規(guī)律，如單鏈表算法中很多是基于建表算法的，二叉樹算法中很多是基于遍歷算法的，圖算法中很多是基于深度優(yōu)先遍歷的。如果讀者掌握了建表算法、二叉樹的遍歷算法和圖遍歷算法，那么設計相關算法就會駕輕就熟了。
　�。�4） 深入討論遞歸算法設計的方法。遞歸算法設計是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程中的難點之一。作者從遞歸模型入手，介紹了從求解問題中提取遞歸模型的通用方法，講解了從遞歸模型到遞歸算法設計的基本規(guī)律。
　�。�5） 書中含有大量的實踐項目，全面覆蓋并超越了教育部制定的《高等學校計算機科學與技術專業(yè)實踐教學體系與規(guī)范》中數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程的實踐教學要求。作者已在Visual Studio.NET 2005/2008開發(fā)環(huán)境中全部調(diào)試并通過這些實踐項目。

　　本書的編寫工作得到湖北省教育廳和武漢大學教學研究項目《計算機科學與技術專業(yè)課程體系改革》的大力支持，特別是國家級名師何炎祥教授和主管教學工作的王麗娜副院長對本書的編寫給予了建設性的指導，國家珠峰計劃——武漢大學計算機弘毅班的兩屆學生和眾多編者授課的本科生提出了許多富有啟發(fā)的建議，清華大學出版社魏江江主任全力支持本書的編寫工作，作者在此一并表示衷心感謝！

　　本書是課程組全體教師多年教學經(jīng)驗的總結(jié)和體現(xiàn)，盡管作者不遺余力，但由于水平所限，仍難免有錯誤和不足之處，敬請廣大教師和同學們批評指正。歡迎讀者通過郵箱跟作者聯(lián)系，在此表示萬分感謝！

編者2012年10月