2011年考研计算机统考大纲解析:数据结构难点

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  2011年计算机统考大纲完全解析系列共由五篇构成,在第一篇中,我们在第一时间着重对整个考试的性质,考查目标,新大纲的变化以及相应的备考策略做了介绍。在接下来的四篇中,我们将分别详细解读大纲所规定的四门课程的考查内容,并给出有针对性的复习提示。

算法是程序的灵魂,为什么有些程序可以在海量数据计算时,依然保持高速计算,大家可能会说: 程序使用了内存计算框架和缓存技术,那再深入的思考一下,这些计算框架和缓存技术又是怎样被技术高手设计出来的呢? 拿实际工作经历来说, 在Unix下开发服务器程序,功能是要支持上千万人同时在线, 在上线前,做内测,一切OK,可上线后,服务器就支撑不住了, 公司的CTO对代码进行优化,再次上线,坚如磐石。那一瞬间,你就能感受到程序是有灵魂的,就是算法。如果你不想永远都是代码工人,那就花时间来研究下数据结构和算法吧.

  今天我们首先来解析一下计算统考大纲数据结构部分及其相关知识点。数据结构占了45分,和计算机组成原理部分同一个比重,在以往各年计算机专业的研究生入学考试中,几乎没有学校不考查数据结构的内容,而且绝大部分考试中,数据结构这一门都占据了重要的地位,这足以体现计算机专业研究生选拔对数据结构课程的要求之重。

教程内容和目标:

  2011年的统考大纲对数据结构的考查目标定位为理解数据结构的基本概念,掌握数据的逻辑结构、存储结构及其差异,以及各种基本操作的实现;在掌握基本的数据处理原理和方法的基础上,能够对算法进行基本的时间复杂度和空间复杂度的分析;能够选择合适的数据结构和方法进行问题求解,具备采用C或C++或JAVA语言设计程序与实现算法的能力。这个考查目标与09年大纲的考查目标相比,最大的变化出现在“具备采用C或C++或JAVA语言设计程序与实现算法的能力”。事实上,这一方面可以认为是针对去年考试中出现的一道与程序设计相关的考题的修正,另一方面,也可以看出研究生入学考试对知识实际应用能力的强调。当然,考生也不必因此而专门复习一遍C或C++程序设计,毕竟复习时间有限,而且数据结构要求的重点在于算法设计的能力,而不是编写代码的能力,因此,只要能用类似伪代码的形式把思路表达清楚就行,不用强求写出一个没有任何语法错误的程序。

本教程是使用Scala语言来讲解数据结构和算法,内容包括: 稀疏数组、单向队列、环形队列、单向链表、双向链表、环形链表、约瑟夫问题、栈、表达式的转换与求值、递归与回溯、迷宫问题、冒泡排序、选择排序、插入排序、快速排序、归并排序、排序速度分析、二分查找、散列、哈希表、二叉树、二叉树与数组转换、二叉排序树、其它二叉树介绍(AVL 线索二叉树 赫夫曼树)。通过学习,学员能掌握主流数据结构的实现机制,开阔编程思路,提高优化程序的能力。

  下面我们来解析一下知识点。

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  线性表这一章里面的知识点不多,但要做到深刻理解,能够应用相关知识点解决实际问题。链表上插入、删除节点时的指针操作是选择题的一个常考点,诸如双向链表等一些相对复杂的链表上的操作也是可以出现在综合应用题当中的。

  栈、队列和数组可以考查的知识点相比链表来说要多一些。最基本的,是栈与队列FILO和FIFO的特点。比如针对栈FILO的特点,进栈出栈序列的问题常出现在选择题中。其次,是栈和队列的顺序和链式存储结构,这里一个常考点是不同存储结构下栈顶指针、队首指针以及队尾指针的操作,特别是循环队列判满和判空的2种判断方法。再次,是特殊矩阵的压缩存储,这个考点复习的重点可以放在二维矩阵与一维数组相互转换时,下标的计算方法,比如与对角线平行的若干行上数据非零的矩阵存放在一维数组后,各个数据点相应的下标的计算。这一章可能的大题点,在于利用堆栈或队列的特性,将它们作为基础的数据结构,支持实际问题求解算法的设计,例如用栈解决递归问题,用队列解决图的遍历问题等等。

  树和二叉树。这一章中我们从顺序式的数据结构,转向层次式的数据结构,要掌握树、二叉树的各种性质、树和二叉树的不同存储结构、森林、树和二叉树之间的转换、线索化二叉树、二叉树的应用(二叉排序树、平衡二叉树和Huffman树),重点要熟练掌握的,是森林、树以及二叉树的前中后三种遍历方式,要能进行相应的算法设计。这一部分是数据结构考题历来的重点和难点,复习时要特别关注。一些常见的选择题考点包括:满二叉树、完全二叉树节点数的计算,由树、二叉树的示意图给出相应的遍历序列,依据二叉树的遍历序列还原二叉树,线索化的实质,计算采用不同的方法线索化后二叉树剩余空指针域的个数,平衡二叉树的定义、性质、建立和四种调整算法以及回溯法相关的问题。常见的综合应用题考点包括:二叉树的遍历算法,遍历基础上针对二叉树的一些统计和操作(比如结点数统计、左右子树对换等等),判断某棵二叉树是否二叉排序树,以上这些都要求能用递归的和非递归的算法解决,特别要重视非递归的算法,线索化后二叉树的遍历算法,如查找某结点线索化后的前驱或后继结点的算法以及给出Huffman编码等等。

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