#2024-2025-1学号20241309《计算机基础与程序设计》第七周学习总结

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教材学习内容总结

《计算机科学概论》第八章：

抽象数据类型

• 概念：是对数据的一种抽象，它定义了数据类型的数据和操作，将数据的存储和操作细节封装起来，用户只需关心操作的功能和接口。

数组与链表

• 数组：是一种连续存储的数据结构，具有固定大小，元素在内存中连续排列。通过索引可以快速访问元素，但插入和删除操作可能比较复杂，因为需要移动大量元素（尤其是在数组中间插入或删除）。例如，若要在一个已排序的数组中插入一个新元素，可能需要将插入位置之后的所有元素向后移动一位。
• 链表：由一系列节点组成，每个节点包含数据和指向下一个节点的指针。链表的大小可以动态变化，插入和删除操作相对容易，只需修改相关节点的指针即可。但查找元素通常需要遍历链表，时间复杂度较高。

基于数组与链表实现数据结构

• 基于数组实现：可以用于实现栈、队列等数据结构。例如，栈可以用数组来实现，通过一个指针指向栈顶元素，入栈和出栈操作可以通过修改指针和相应的数组元素来完成。
• 基于链表实现：同样可用于实现栈、队列，而且在实现更复杂的数据结构如树、图时也有广泛应用。例如，二叉树可以用链表来表示，每个节点包含数据、左子节点指针和右子节点指针。

无序表与有序表

• 无序表：数据元素没有特定顺序，在实现上可以使用数组或链表。插入操作相对简单，只需将元素添加到合适位置（如链表末尾或数组的下一个可用位置）。查找和删除操作可能需要遍历整个列表。
• 有序表：数据元素按照特定的顺序（如升序或降序）排列。插入操作需要在合适的位置插入元素以保持顺序，可能涉及到元素的移动（数组情况）或指针修改（链表情况）。查找操作可以利用顺序性更快地找到目标元素（如二分查找法可用于有序数组）。

树

• 定义和结构：树是一种非线性的数据结构，由节点和边组成，有一个根节点，每个节点可以有零个或多个子节点。常见的树结构包括二叉树（每个节点最多有两个子节点）等。可以使用链表来实现树结构，每个节点包含数据和指向子节点的指针。
• 遍历方式：包括前序遍历、中序遍历、后序遍历等，这些遍历方法在算法实现和数据处理中有重要应用。

图

• 概念和组成：图是由顶点和边组成的更复杂的数据结构，边可以表示顶点之间的关系。图可以用于表示网络、地图等多种现实场景。图的存储方式有邻接矩阵（使用二维数组）和邻接表（基于链表）等，邻接表对于稀疏图更节省空间。
• 图的遍历：有深度优先搜索和广度优先搜索等算法，用于访问图中的顶点和边。

子程序与参数

• 子程序：是一个独立的程序模块，可以被其他程序调用。它提高了代码的复用性和可维护性。例如，在实现数据结构的操作时，可以将插入、删除等操作封装成子程序。
• 参数：是子程序与调用它的程序之间传递信息的方式。参数可以是值传递（将实际参数的值复制给形式参数）或引用传递（形式参数是实际参数的引用，对形式参数的修改会影响实际参数），正确使用参数可以实现更灵活的程序设计和数据处理。

《C语言程序设计》第六章：

循环的概念

循环是一种重要的程序控制结构，用于重复执行一段代码，直到满足特定条件为止。在C语言中，主要的循环结构有while循环、do - while循环和for循环。

while循环

• 语法结构： while(表达式)  { 循环体语句; }。先判断表达式的值，若表达式的值为真（非0），则执行循环体中的语句，然后再次判断表达式的值，如此反复，直到表达式的值为假（0）时，结束循环。例如，通过 while(i < 10) 可以实现当变量 i 小于10时不断执行循环体内的操作。
• 注意事项：要确保循环条件最终能够变为假，否则会造成死循环。循环体中可能需要修改循环控制变量，以促使循环结束。

do - while循环

• 语法结构： do  { 循环体语句; }  while(表达式); 。先执行一次循环体语句，然后再判断表达式的值，若表达式的值为真（非0），则继续执行循环体，直到表达式的值为假（0）为止。与while循环的区别在于，do - while循环至少会执行一次循环体。例如，用于需要先执行一次操作再根据条件判断是否继续的场景。
• 使用场景：适用于那些不管条件是否满足，都需要先执行一次的循环操作。

for循环

• 语法结构： for(表达式1; 表达式2; 表达式3)  { 循环体语句; }。其中表达式1通常用于初始化循环控制变量，表达式2是循环条件判断，表达式3用于修改循环控制变量。例如 for(int i = 0; i < 10; i++) ，初始化 i 为0，当 i 小于10时执行循环体，每次循环 i 自增1。
• 优势和特点：for循环结构紧凑、清晰，将初始化、条件判断和变量更新集中在一起，方便控制循环流程，在已知循环次数的情况下使用尤为便捷。

循环嵌套

• 一个循环体内可以包含另一个完整的循环结构，形成多层嵌套。例如，在二维数组的遍历中，可以使用双层for循环，外层循环控制行，内层循环控制列。
• 注意内层循环和外层循环的控制变量要相互独立，避免相互干扰，并且要正确设置每层循环的条件和终止条件。

几种循环的比较与选择

• while循环和for循环都是先判断条件再执行循环体，do - while循环是先执行一次再判断条件。
• 如果知道循环的次数，通常使用for循环；如果循环次数不确定，需要根据某个条件来判断是否继续循环，while循环和do - while循环更合适，具体使用do - while还是while取决于是否需要先执行一次循环体内容。

循环中的跳转语句

• break语句：用于跳出当前所在的循环结构，无论是while、do - while还是for循环。当满足某个特定条件时，使用break可以提前结束循环，例如在搜索某个元素时，找到后就可以使用break跳出循环。
• continue语句：用于跳过本次循环体中剩余的语句，直接进入下一次循环的条件判断。例如在循环中，对于某些不符合特定条件的情况，可以使用continue跳过后续操作，直接开始下一轮循环。

基于AI的学习