本书内容包括两部分：第一部分介绍仓颉语言本身（第1~10章），涵盖数据结构与算法、仓颉语言基础、仓颉语言数据类型、三大流程控制结构、函数、数据容器、泛型、面向对象基础、文件和异常处理；第二部分介绍如何使用仓颉语言实现数据结构的相关内容（第11~15章），涵盖线性表、树和二叉树、图论、查找、排序等。附录对ArkTS编程语言进行了介绍。 本书的编写得到了华为公司仓颉语言团队的大力支持，具有如下特点：区别于传统数据结构教材"重理论轻代码"、仅给出伪代码的模式，本书所有示例代码均采用仓颉语言实现；强调数据结构和算法的思想，以提高学生的编程应用开发能力；突出实用性和实践性，配套多个基于仓颉语言实现的实训项目。 本书内容精练、由浅入深，注重学习的连续性和渐进性，可作为高等院校相关专业教材或教学参考书，也可供计算机应用开发技术人员参考，亦可作为全国计算机等级考试、计算机技术与软件专业技术资格（水平）考试的培训资料。

周元哲，1974年9月生，西安邮电大学副教授，从事计算机专业科研和教学。讲授“C程序设计语言”“数据库原理”“软件测试”“Python程序设计”“软件工程”“软件算法与竞赛“等课程。在 2020年“第十三届中国大学生计算机设计大赛全国总决赛”中，指导本校“软件工程 1802 班”同学荣获二等奖；作为软件算法指导教师，荣获 ACM-ICPC、CCPC区域赛等多届银牌、铜牌等奖项；“中国高校计算机大赛-团体程序设计天梯赛”优秀指导教师。兼任临潼区华清小学胡王分校区科学副校长，是多所小初中的校外科普专家。九三学社社员，陕西省计算机教育学会理事，西安邮电大学软件教师，荣获 ACM-ICPC、CCPC、C4天梯赛、蓝桥杯等算法优秀指导教师。 在机械工业出版社等出版《Python程序设计基础》《数据结构与算法（Python版）》等多本教材。

前言
第1 章　数据结构与算法1
1.1　程序 1
1.2　数据结构 2
1.2.1　一个例子 . 2
1.2.2　数据结构组成部分 2
1.2.3　核心地位 . 4
1.3　算法 4
1.3.1　五个属性 . 5
1.3.2　三个层次 . 6
1.4　算法复杂性 6
1.4.1　空间复杂度 7
1.4.2　时间复杂度 7
1.4.3　算法效率 . 7
1.5　算法表示方式 .8
1.5.1　程序流程图 8
1.5.2　N-S 图 9
1.6　习题 10
第2 章　仓颉语言基础12
2.1　仓颉语言简介 12
2.1.1　仓颉语言发展历程 . 12
2.1.2　仓颉语言核心特点 . 13
2.1.3　仓颉语言应用场合 . 14
2.1.4　仓颉语言版本 14
2.1.5　仓颉语言编辑器 15
2.2　仓颉语言在数据结构和算法方面的优势 15
2.2.1　性能优势 15
2.2.2　安全健壮 15
2.2.3　开发效率 15
2.3　CodeArts IDE for Cangjie 16
2.3.1　下载与安装 . 16
2.3.2　关联 Cangjie SDK 17
2.3.3　第一个程序——Hello，Cangjie ！ 18
2.3.4　仓颉文件架构 19
2.4　VS Code 与仓颉插件 20
2.4.1　下载与安装VS Code 20
2.4.2　VS Code 安装仓颉插件 20
2.5　DevEco Studio 开发环境 21
2.6　cjpm 项目管理 .22
2.6.1　安装与验证 . 22
2.6.2　常用命令 22
2.7　习题 23
第3 章　仓颉语言数据类型24
3.1　变量 24
3.1.1　变量基本概念 24
3.1.2　命名规则 24
3.1.3　变量分类 25
3.2　三种声明方式 25
3.2.1　不可变变量 . 25
3.2.2　可变变量 26
3.2.3　常量 . 26
3.3　基本数据类型 26
3.3.1　整数类型 26
3.3.2　浮点数类型 . 28
3.3.3　布尔值类型 . 28
3.3.4　字符类型 29
3.3.5　Unit 类型 30
3.4　运算符 31
3.4.1　算术运算符 . 31
3.4.2　关系运算符 . 33
3.4.3　赋值运算符 . 34
3.4.4　逻辑运算符 . 35
3.4.5　位运算符 37
3.4.6　运算符优先级 38
3.5　习题 41
第4 章　三大流程控制结构42
4.1　三种基本结构 42
4.2　顺序结构 .42
4.2.1　输入语句 43
4.2.2　输出语句 44
4.3　分支结构 .45
4.3.1　单分支 45
4.3.2　双分支 46
4.3.3　多分支 46
4.3.4　分支嵌套 50
4.4　循环结构 .52
4.4.1　循环结构概述 52
4.4.2　while 循环语句 . 52
4.4.3　do-while 循环语句 53
4.4.4　for-in 循环语句 . 54
4.4.5　break 语句 55
4.4.6　continue 语句 . 56
4.4.7　循环嵌套 58
4.5　实例——鸡兔同笼问题 .59
4.6　习题 59
第5 章　函数61
5.1　函数概述 .61
5.1.1　函数基本概念 61
5.1.2　函数声明 61
5.2　实参与形参 62
5.2.1　基本类型作为参数 . 62
5.2.2　引用类型作为参数 . 62
5.3　参数分类 .63
5.3.1　非命名参数 . 63
5.3.2　命名参数 64
5.3.3　非命名参数和命名参数 64
5.4　Lambda 表达式 65
5.4.1　Lambda 表达式基本概念 65
5.4.2　举例 . 65
5.5　函数重载 .66
5.5.1　函数重载基本概念 . 66
5.5.2　函数重载实现 66
5.6　递归函数 .67
5.6.1　引入 . 67
5.6.2　原理和实现 . 68
5.6.3　汉诺塔问题 . 69
5.7　变量作用域 70
5.7.1　局部变量 71
5.7.2　全局变量 71
5.8　实例——心灵感应魔法 .72
5.9　习题 76
第 6 章　数据容器.77
6.1　数据容器简介 77
6.2　字符串类型 77
6.2.1　单行字符串和多行字符串 . 77
6.2.2　字符串与字符 78
6.2.3　字符串操作 . 78
6.2.4　字符串成员函数 80
6.3　枚举类型 .81
6.3.1　枚举基本概念 81
6.3.2　枚举方法实现 82
6.4　元组类型 .83
6.4.1　元组基本概念 83
6.4.2　元组操作 83
6.4.3　元组解构 83
6.5　区间类型 .84
6.5.1　区间类型基本概念 . 84
6.5.2　区间类型操作 84
6.6　数组类型 .85
6.6.1　数组基本概念 85
6.6.2　创建数组 85
6.6.3　数组操作函数 87
6.7　结构体 88
6.7.1　结构体基本概念 88
6.7.2　结构体成员变量 88
6.7.3　结构体普通构造函数 89
6.8　ArrayList .90
6.8.1　创建ArrayList 90
6.8.2　ArrayList 增删改查操作 . 90
6.8.3　与 Array<T> 对比 92
6.9　HashMap .92
6.9.1　HashMap 基本概念 92
6.9.2　HashMap 操作 92
6.10　HashSet .93
6.10.1　HashSet 基本概念 93
6.10.2　HashSet 操作 94
6.11　值类型和引用类型 .95
6.11.1　值类型 . 95
6.11.2　引用类型 96
6.12　实例——统计字符串中各字符出现的次数 .97
6.13　习题 .98
第 7 章　泛型99
7.1　泛型概述 .99
7.1.1　泛型基本概念 99
7.1.2　泛型优点 99
7.2　泛型函数 100
7.2.1　全局泛型函数 . 100
7.2.2　局部泛型函数 . 101
7.3　泛型结构体 .101
7.4　泛型类 102
7.5　泛型接口 103
7.6　std.collection 包 104
7.6.1　forEach<T> 104
7.6.2　filter<T> . 105
7.6.3　map<T，R> 105
7.6.4　reduce <T> 106
7.7　实例——学生课程信息管理系统 .107
7.7.1　功能描述 107
7.7.2　代码 107
7.7.3　代码解析 .113
7.8　习题 .114
第 8 章　面向对象基础 117
8.1　面向对象概述 117
8.1.1　类和对象 .117
8.1.2　类与结构体的关系 118
8.1.3　类实现 118
8.2　构造函数 119
8.2.1　普通构造函数 119
8.2.2　主构造函数 120
8.3　成员变量 120
8.3.1　实例成员变量 . 120
8.3.2　静态成员变量 . 121
8.4　属性 .122
8.4.1　可变属性 122
8.4.2　不可变属性 123
8.5　封装性与访问控制 .123
8.5.1　封装性基本概念 123
8.5.2　四种访问 123
8.5.3　仓颉实现封装性 125
8.6　继承性 126
8.6.1　继承性基本概念 126
8.6.2　仓颉实现继承性 126
8.7　重写和重定义 127
8.7.1　实例成员重写 . 127
8.7.2　静态成员重定义 129
8.8　多态性 129
8.8.1　多态性基本概念 129
8.8.2　仓颉实现多态性 130
8.9　抽象类 131
8.9.1　抽象类基本概念 131
8.9.2　抽象类实现 131
8.10　接口 133
8.10.1　接口基本概念 133
8.10.2　接口实现 . 133
8.11　实例——数字猜谜游戏 .134
8.12　习题 136
第 9 章　文件.138
9.1　文件概述 138
9.1.1　ASCII 文件 138
9.1.2　二进制文件 138
9.2　I/O 操作 139
9.3　ASCII 文件操作 139
9.3.1　ASCII 文件打开模式 . 139
9.3.2　读写ASCII 文件 141
9.4　二进制文件操作 142
9.4.1　写二进制文件 . 142
9.4.2　读二进制文件 . 143
9.5　习题 .143
第 10 章　异常处理145
10.1　错误类型 145
10.1.1　语法错误 . 145
10.1.2　运行时错误 145
10.1.3　逻辑错误 . 146
10.2　异常类型体系 .147
10.2.1　Error 类 148
10.2.2　Exception 类 148
10.3　捕获和处理异常 151
10.3.1　trycatch . 151
10.3.2　Option<T> 152
10.3.3　自定义异常类型 . 153
10.4　调试 154
10.4.1　标准调试 . 154
10.4.2　反向调试 . 154
10.4.3　CodeArts IDE for Cangjie 调试 154
10.5　习题 155
第 11 章 线性表 .157
11.1　线性表概述 157
11.1.1　线性表基本概念 . 157
11.1.2　线性表特性 157
11.2　线性表存储 157
11.2.1　线性表顺序存储 . 158
11.2.2　线性表链式存储 . 158
11.3　线性表操作 158
11.3.1　具体内容 . 158
11.3.2　实现代码 . 158
11.4　栈 159
11.4.1　栈基本概念 159
11.4.2　栈操作 160
11.5　队列 161
11.5.1　队列基本概念 161
11.5.2　队列操作 . 163
11.6　串 164
11.6.1　串基本概念 164
11.6.2　串操作 165
11.7　实例——模式匹配 166
11.8　习题 171
第 12 章 树和二叉树173
12.1　树和二叉树概述 173
12.1.1　树相关概念 173
12.1.2　二叉树基本概念 . 174
12.1.3　二叉树特性 174
12.2　二叉树存储 176
12.2.1　二叉树顺序存储 . 176
12.2.2　二叉树链式存储 . 176
12.3　二叉树遍历 177
12.3.1　二叉树遍历基本概念 177
12.3.2　四种遍历实现 177
12.4　由遍历序列创建二叉树 183
12.4.1　由先序遍历和中序遍历推出后序遍历 . 183
12.4.2　由中序遍历和后序遍历推出先序遍历 . 184
12.4.3　由先序遍历和后序遍历推出中序遍历 . 184
12.5　哈夫曼树 184
12.5.1　哈夫曼编码 184
12.5.2　哈夫曼算法 185
12.6　树和二叉树存储与转换 192
12.6.1　树的存储 . 192
12.6.2　树与二叉树转换 . 193
12.7　实例——数学表达式的中序二叉树 .194
12.8　习题 198
第 13 章 图论201
13.1　图相关概念 201
13.2　图的存储 202
13.2.1　邻接矩阵 . 202
13.2.2　邻接表 203
13.3　图的遍历 203
13.3.1　深度优先遍历 203
13.3.2　广度优先遍历 208
13.4　最小生成树 212
13.4.1　克鲁斯卡尔（Kruskal） 算法 . 212
13.4.2　普里姆（Prim） 算法 . 216
13.5　最短路径 219
13.5.1　迪杰斯特拉（Dijkstra） 算法 219
13.5.2　弗洛伊德（Floyd） 算法 224
13.6　习题 228
第 14 章 查找231
14.1　查找算法 231
14.1.1　查找基本概念 231
14.1.2　两种方式 . 231
14.2　基于线性表查找 231
14.2.1　顺序查找 . 231
14.2.2　二分查找 . 233
14.2.3　分块查找 . 235
14.3　二叉排序树 238
14.3.1　二叉排序树特性 . 238
14.3.2　二叉排序树操作 . 239
14.4　平衡二叉树 244
14.4.1　平衡因子 . 245
14.4.2　构建平衡二叉树 . 245
14.4.3　平衡二叉树实现代码 248
14.5　哈希表 .256
14.5.1　哈希表基本概念 . 256
14.5.2　仓颉实现哈希表 . 256
14.6　实例——出现次数最多的整数 256
14.7　习题 257
第 15 章　排序259
15.1　排序概述 259
15.1.1　排序基本概念 259
15.1.2　排序分类 . 259
15.2　插入排序 260
15.2.1　直接插入排序 260
15.2.2　折半插入排序 262
15.2.3　希尔排序 . 263
15.3　交换排序 265
15.3.1　冒泡排序 . 265
15.3.2　快速排序 . 267
15.4　选择排序 269
15.4.1　简单选择排序 269
15.4.2　堆排序 271
15.5　归并排序 274
15.5.1　分治策略 . 274
15.5.2　归并排序过程 275
15.5.3　归并排序实现代码 275
15.6　排序总结 276
15.6.1　时间性能 . 276
15.6.2　空间性能 . 276
15.6.3　稳定性能 . 276
15.6.4　排序算法选择准则 277
15.7　实例——求最大值或最小值 .277
15.8　习题 278
附录　ArkTS 编程语言 280
参考文献282