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公共基础知识第1页共10页二级公共基础知识总结(30分：10选择+5填空)第一章数据结构与算法一．算法1.概念：是解题方案的准确而完整的描述。算法不等于程序，也不等于计算方法。2.基本特征：（1）确定性，算法中每一步骤都必须有明确定义，不允许有模棱两可的解释，不允许有多义性；（2）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；（3）可行性，算法原则上能够精确地执行；（4）拥有足够的情报。3.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。4.指令系统：一个计算机系统能执行的所有指令的集合。5.基本运算和操作包括：算术运算、逻辑运算、关系运算、数据传输。6.基本控制结构：顺序结构、选择结构、循环结构。7.基本设计方法：列举法、归纳法、递推、递归、减半递推技术、回溯法。8.算法复杂度（算法效率的度量）（1）算法时间复杂度：指执行算法所需要的计算工作量。即算法执行过程中所需要的基本运算次数。通常，一个算法所用的时间包括编译时间和运行时间。（2）算法空间复杂度：指执行这个算法所需要的内存空间。包括算法程序所占的空间，输入的初始数据所占的空间，算法执行过程中所需的额外空间。二．数据结构1.数据的基本单位是数据元素2.数据结构：指相互有关联的数据元素的集合。3.数据的存储结构（也称数据物理结构）：数据的逻辑结构在计算机存储空间中的存放形式4.数据的存储结构有顺序、链接、索引、散列。5.数据结构类型（按各元素之间前后件关系的复杂度划分）：（1）线性结构的条件：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。（2）非线性结构：不满足线性结构条件的数据结构。6.线性结构：（1）线性表①记录：由若干项数据元素组成的数据元素②文件：由多个记录构成的线性表。③线性表的顺序存储结构基本特点：a)线性表中所有元素所占的存储空间是连续的；b)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④线性链表（线性表的链式存储结构）数据结构中的每一个结点对应于一个存储单元，这种存储单元称为存储结点，简称结点。结点由两部分组成：a)用于存储数据元素值，称为数据域；b)用于存放指针，称为指针域，用于指向前一个或后一个结点。★在链式存储结构中，存储数据结构的存储空间可以不连续，各数据结点的存储顺序与数据元素之间的逻辑关系可以不一致，而数据元素之间的逻辑关系是由指针域来确定的。★链式存储方式即可用于表示线性结构，也可用于表示非线性结构。★链式存储结构需要更多地存储空间（2）栈公共基础知识第2页共10页①限定在一端（即栈顶）进行插入与删除的线性表。②栈顶位置用指针top表示。栈底位置用指针bottom表示。③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。④栈的存储方式有顺序存储和链式存储。⑤栈的基本运算：a)入栈运算，在栈顶位置插入元素；b)退栈运算，删除元素(取出栈顶元素并赋给一个指定的变量)；c)读栈顶元素，将栈顶元素赋给一个指定的变量，此时指针无变化。⑥栈的元素个数=bottom-top+1（3）队列①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。②用rear指针指向队尾，用front指针指向队头元素的前一个位置。③队列是“先进先出”（FIFO）或“后进后出”（LILO）的线性表。④队列运算包括：a)入队运算：从队尾插入一个元素；b)退队运算：从队头删除一个元素。⑤队列的顺序存储结构一般采用队列循环的形式。循环队列s=0表示队列空；s=1且front=rear表示队列满。⑥循环队列的元素个数：frontrear时，元素个数=rear-front；frontrear时，元素个数=n（循环队列容量）-front+rear7．非线性结构（1）树①每一个结点只有一个前件，称为父结点。②没有前件的结点只有一个，称为树的根结点，简称树的根。③每一个结点可以有多个后件，称为该结点的子结点。④没有后件的结点称为叶子结点。⑤一个结点所拥有的后件的个数称为该结点的度，所有结点中最大的度称为树的度。⑥树的最大层次称为树的深度。（2）二叉树①特点：a)非空二叉树只有一个根结点；b)每一个结点最多有两棵子树，且分别称为该结点的左子树与右子树。②满二叉树是指除最后一层外，每一层上的所有结点有两个子结点，则k层上有2k-1个结点深度为m的满二叉树有2m-1个结点。完全二叉树是指除最后一层外，每一层上的结点数均达到最大值，在最后一层上只缺少右边的若干结点。③基本性质：a)在二叉树的第k层上，最多有2k-1(k≥1)个结点；b)深度为m的二叉树最多有2m-1个结点；c)度为0的结点（即叶子结点）=度为2的结点数+1；d)二叉树总结点数=度为0的结点数+度为1的结点数+度为2的结点数e)具有n个结点的二叉树，其深度至少为[log2n]+1,其中[log2n]表示取log2n的整数部分f)具有n个结点的完全二叉树的深度为[log2n]+1；g)完全二叉树中度为1的节点只可能是0或1个补充：增加度为1的结点不会影响二叉树的叶子结点数，每增加一个度为2的结点便会增加一个叶子结点，没有度为2的结点时叶子结点数为1。④二叉树存储结构采用链式存储结构，对于满二叉树与完全二叉树可以按层序进行顺序存储。公共基础知识第3页共10页⑤二叉树的遍历：a)前序遍历（DLR），首先访问根结点，然后遍历左子树，最后遍历右子树；b)中序遍历（LDR），首先遍历左子树，然后访问根结点，最后遍历右子树；c)后序遍历（LRD）首先遍历左子树，然后访问遍历右子树，最后访问根结点。前序遍历结果为abdehicfg；中序遍历结果为dbheiafcg；后序遍历结果为dhiebfgca例2：图1.13的二叉树。图1.13（1）前序遍历先访问整棵二叉树的根结点A，然后再先序遍历左子树T1；在访问T1时，也以先序遍历原则，先访问T1的根结点B，然后再先序遍历T1的左子树T11；在访问T11时，也以先序遍历原则，先访问T11的根结点D，然后再先序遍历T11的左子树。由于此时T11的左子树只有H结点，所以访问H结点，T11的左子树先序遍历结束，根据先序遍历的原则，进行先序遍历T11的右子树。由于T11的右子树只有I结点，故访问此结点后T11的右子树的先序遍历结束。先序遍历完T11子树后，返回T1子树，先序遍历T1的右子树。先序遍历完T1子树后，接着先序遍历根结点A的右子树T2。先序遍历完T2后，该二叉树的所有结点都已经访问过，各结点被访问的顺序为：ABDHIECFG（2）中序遍历：先中序遍历左子树，然后再访问根结点，最后再中序遍历右子树。对图1.12的二叉树进行中序遍历，访问各个结点的顺序为：HDIBEAFCG（3）后序遍历：先后序遍历左子树，然后再后序遍历右子树，最后再访问根结点。对图1.12的二叉树进行后序遍历，访问各个结点的顺序为：HIDEBFGCA。下面树的先序、中序、后续遍历的结果依次为__abdcef_、bdaecf_、_dbefca小结：逻辑结构可分为线性表和非线性表。线性表包括栈、队列，其存储方式为顺序存储、链式存储均可。链式型有：线性链表，带链的栈，带链的队列，循环链表等。非线性表包括树(二叉树)，其存储方式为链式存储。公共基础知识第4页共10页8.查找技术只能使用顺序查找的两种情况：（1）线性表为无序表，不管是顺序存储还是链式存储；（2）表采用链式存储结构，即使是有序线性表。★★二分法查找只适用于顺序存储的有序表，对于长度为n的有序线性表，最坏情况只需比较log2n次，而顺序查找需要比较n次。9.排序技术排序是指将一个无序序列整理成按值非递减顺序排列的有序序列。类别排序方法最坏情况下的比较次数交换类冒泡排序n(n-1)/2快速排序n(n-1)/2插入类简单插入排序n(n-1)/2希尔排序O(n1.5)选择类简单选择排序n(n-1)/2堆排序O(nlog2n)★相比以上几种(除希尔排序法外)，堆排序法的时间复杂度最小。第二章程序设计基础一．程序设计设计方法和风格1.“清晰第一、效率第二”已成为当今主导的程序设计风格。2.形成良好的程序设计风格需注意：（1）源程序文档化；（2）数据说明的次序要规范化；（3）语句的结构应该简单直接，不要为提高效率而复杂化；（4）输入数据前要有提示信息和输出信息符合规范。3.注释：序言性注释和功能性注释。二．结构化程序设计1.基本原则：（1）自顶向下；（2）逐步求精；（3）模块化；（4）限制使用goto语句。2.基本结构：（1）顺序结构：一种简单的程序设计，最基本、最常用的结构；（2）选择结构：又称分支结构，包括简单选择和多分支选择结构，可根据条件，判断应该选择哪一条分支来执行相应的语句序列；（3）循环结构：又称重复结构，可根据给定条件，判断是否需要重复执行某一相同或类似的程序段。3.基本工具：程序流程图，N-S图4.特点：只有一个入口和出口三．面向对象的程序设计（主要考虑的是提高软件的可重用性）1.面向对象的程序设计的首次提出以60年代末挪威奥斯陆大学和挪威计算机中心研制的SIMULA语言为标志。2.面向对象方法的优点：（1）与人类习惯的思维方法一致；（2）稳定性好；（3）可重用性好；（4）易于开发大型软件产品；（5）可维护性好。3.面向对象技术的基本特征：（1）抽象性（2）继承性①继承具有传递性，一个类实际上继承了他上层的全部基类的特性。公共基础知识第5页共10页②继承分单继承和多重继承。单继承指一个类只允许有一个父类，即类等级为树形结构；多重继承指一个类允许有多个父类。*：类的继承性是类之间共享属性和操作的机制，它提高了软件的可重用性。（3）多态性是指同样的消息被不同的对象接受时可导致完全不同的行动的现象（4）封装性4.对象是属性和方法的封装体，一个对象由对象名、属性和操作三部分组成，对象是实体的抽象。（1）基本特点：标识唯一性，分类性，多态性，封装性（实现信息屏蔽）和模块独立性（2）属性即对象所包含的信息，它在设计对象时确定，一般只能通过执行对象的操作来改变。操作描述了对象执行的功能，是对象的动态属性，操作也称为方法或服务。5.类是指具有共同属性、共同方法的对象的集合。所以类是对象的抽象，对象是对应类的一个实例。6.消息是一个实例与另一个实例之间传递的信息。对象间的通信靠消息传递。它统一了数据流和控制流。*：在面向对象方法中，一个对象请求另一个对象为其服务的方式是通过发送消息。第三章软件工程基础一．软件工程基本概念1.计算机软件是包括程序、数据及相关文档的完整集合。2.软件按功能分为：应用软件：教务管理系统系统软件：操作系统支撑软件(或工具软件)：编译软件，汇编软件3.软件危机主要表现在成本、质量、生产率等问题。4.软件工程的核心思想是把软件产品看作是一个工程产品来处理。5.软件工程包括3个要素：方法、工具和过程。6.软件生命周期：软件产品从提出、实现、使用维护到停止使用退役的过程。分三个阶段：（1）定义阶段：可行性研究与计划制定；需求分析（2）开发阶段：软件设计（概要设计和详细设计）；软件实现；软件测试（3）维护阶段：运行和维护二．需求分析1.工作：需求获取，需求分析，编写需求规格说明书，需求评审。2.从需求分析建立的模型的特性来分：静态分析和动态分析3.软件需求规格说明书（SRS）是需求分析阶段的最后成果特点：正确性；无歧义性；完整性；可验证性；一致性；可理解性；可追踪性4.方法：（1）结构化需求分析方法；（2）面向对象的分析的方法三．结构化分析方法1.结构化分析方法（SA）：面向数据流进行需求分析的方法2.结构化分析方法的实质：着眼于数据流，自顶向下，逐层分解，建立系统的处理流程，以数据流图和数据字典为主要工具，建立系统的逻辑模型。3.结构化分析的常用工具：数据流图；数据字典；判定树；判定表。（1）数据流图（DFD图）：描述数据处理过程的工具，是需求理解的逻辑模型的图形表示，它直接支持系统功能建模。①加工（转换）——圆框，输入数据经加工变换产生的输出。②数据流——箭头，