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Jacknie666/Python_structure_and_algorithm

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📘 Python 数据结构与算法教程

用 Python 打牢编程基础,掌握核心算法思维


一、教程简介

本教程围绕 Python 数据结构与算法 展开,依据系统的知识体系,从基础概念逐步深入到复杂应用。结合理论讲解与 Python 实战代码,帮助读者掌握数据结构与算法的核心内容,提升编程思维与问题解决能力。

🎯 适用人群:

  • 具备 Python 基础语法,希望进阶学习数据结构与算法的开发者
  • 计算机相关专业的学生
  • 准备技术面试的求职者

二、内容结构

(一)基础概念篇 · 第1章

📌 学习目标:
搭建数据结构与算法的知识框架,理解基本概念与分析方法。

📚 内容要点:

  • 学习数据结构与算法的意义
  • 数据逻辑结构与存储结构
  • 抽象数据类型(ADT)
  • 算法特性、描述方式及复杂度分析(时间 & 空间)
  • 学习技巧与配套练习题

🛠️ 实践建议:
手动实现简单排序算法(如冒泡排序),并分析其时间和空间复杂度。


(二)线性结构篇 · 第2章

📌 学习目标:
掌握线性表、栈、队列的原理与 Python 实现,熟悉典型应用场景。

📚 内容要点:

  • 线性表: 定义、顺序表、链表(单链表、循环链表、双向链表)、多项式表示与运算
  • 栈: 顺序栈、链栈、进制转换、表达式求值、递归关系
  • 队列: 顺序队列、循环队列、双端队列、杨辉三角、回文判断

🛠️ 实践建议:

  • 用链表实现学生信息管理系统(增删改查)
  • 使用栈实现简易计算器,处理加减乘除表达式
  • 用队列模拟超市收银台排队场景

(三)非线性结构与复杂结构篇 · 第3 - 6章

第3章:字符串与数组广义表

  • 串的定义与操作(KMP 等模式匹配算法)
  • 数组存储与压缩(稀疏矩阵)
  • 广义表表示与操作

🛠️ 实践:实现字符串匹配工具,图像像素压缩等

第4章:树结构

  • 二叉树性质、遍历、线索化
  • 树与森林转换
  • 并查集、哈夫曼树及其应用

🛠️ 实践:构建二叉树并实现遍历;使用哈夫曼树实现文件压缩

第5章:图结构

  • 图的定义与存储(邻接矩阵、邻接表)
  • 图的深度优先与广度优先遍历
  • 最小生成树、拓扑排序、关键路径、最短路径算法(Dijkstra、Floyd)

🛠️ 实践:社交网络图遍历、城市最短路径计算

第6章:高级结构(可选扩展)

  • 高级树结构(如红黑树、B树)
  • 图论进阶算法
  • 高效查找结构(跳表、布隆过滤器)

(四)查找与排序篇 · 第7 - 8章

第7章:查找

  • 静态查找(顺序、有序、索引查找)
  • 动态查找(BST、AVL、B/B+树)
  • 哈希表构造与冲突处理策略

🛠️ 实践:构建哈希表存储学生成绩,对比不同查找效率

第8章:排序

  • 插入排序(直接、折半、希尔)
  • 选择排序(简单、堆排序)
  • 交换排序(冒泡、快速)
  • 归并排序、基数排序

🛠️ 实践:对大规模数据进行排序实验,分析性能差异


三、阅读建议

循序渐进:从基础开始,逐步深入,构建完整的知识体系。

💻 重视实践:每章附带 Python 示例代码,动手编写并调试,加深理解。

🔍 查漏补缺:完成章节练习,回顾错题,尝试拓展项目(如图算法解决路径规划问题)。


四、目标读者

  • 有 Python 基础,想系统学习数据结构与算法的开发者
  • 计算机相关专业学生,辅助课程学习
  • 正在准备技术面试,需强化算法考点的求职者

五、贡献与反馈

欢迎任何形式的贡献与交流,共同完善本教程:

📬 联系方式:

  • 如有勘误或建议,请提交 GitHub Issue
  • 或发送邮件至 【1321953481@qq.com]

🌟 欢迎 Fork、Star 和 PR,一起为更多学习者提供高质量内容!


💡 让代码更有结构,让算法更有思想 —— 掌握数据结构,成为更优秀的程序员!

如有勘误或建议,请提交 [GitHub Issue](如有仓库) 或发送邮件至 niexiaojie666@gmail.com 🌟 欢迎 Fork、Star 和 PR,一起为更多学习者提供高质量内容!

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