前言

在信息技术日新月异、人工智能浪潮席卷全球的今天，计算思维与高效问题求解能力已成为计算机专业人才不可或缺的核心素养。“数据结构与算法”作为计算机科学与技术领域的基石课程，不仅构建了程序设计的骨架与灵魂，更是理解复杂系统、驾驭海量数据、实现智能决策的基础。本书的编写正是立足于这一时代背景，旨在为学习者奠定坚实、系统且面向未来的专业基础。

本书是国家级一流本科课程“数据结构与算法”建设成果的重要组成部分。该课程经过长期积累与持续改革，以先进的教学理念、严谨的知识体系、丰富的实践环节和显著的教学效果获得了广大师生的高度认可，成功入选国家级一流本科课程。本书内容紧密围绕课程核心目标，力求知识讲解清晰透彻、逻辑严密，为学习者提供掌握核心知识和能力的清晰路径。

同时，本书是“面向新一代信息技术的山东省计算机科学与技术专业‘111计划’建设项目”（以下简称山东省“111计划”项目）中核心课程“数据结构与算法”建设项目的配套教材。本书的编写严格遵循该计划的目标要求，在内容设计、难度梯度、实践导向等方面进行了精心规划与打磨，力求体现基础性、前沿性与挑战性的统一。

面对人工智能的迅猛发展，数据结构与算法的经典原理焕发出新的生命力。无论是机器学习模型的底层实现、海量数据的存储与检索、分布式系统的协同处理，还是智能算法的优化设计，都深深植根于经典数据结构与高效算法的沃土。本书特别注重以下几点。

(1) 强调基础原理的普适性与持久性。深入剖析经典结构和算法范式的内在逻辑与适用场景，阐明其在AI时代解决新问题的强大适应力。

(2) 关注算法效率的工程实践意义。在人工智能应用对计算资源高度敏感的背景下，强化时空复杂度分析的实践指导价值，培养学生设计高性能、可扩展解决方案的工程思维。

(3) 融入前沿应用的启发。在适当章节引入或引导学生思考经典数据结构与算法在机器学习、大数据处理、智能优化等新兴领域的应用潜力，架设经典理论与前沿实践的桥梁。

在编排上，本书注重理论联系实际，配备了丰富的图表解析、详尽的C++代码描述、精心设计的例题与课后习题。同时，与本书配套的实践指导书《数据结构与算法设计编程实践》也由清华大学出版社一并出版。我们鼓励读者不仅要理解概念，更要勤于动手实践，在解决实际问题中提升能力。

本书凝聚了课程团队全体同仁的智慧结晶与辛勤付出。其中，第1、2章由高云编写，第3、5、6章由周小伟编写，第4、7、8章由周爱中编写，第9、10章由刘超编写，魏振钢负责全书内容的规划、内容编排、审核等工作，济宁医学院邢丹老师为1、2章提供了案例素材。本书的出版得益于山东省“111计划”项目以及清华大学出版社的大力支持，在此表示感谢。我们衷心希望本书能成为广大计算机科学与技术、人工智能、软件工程等相关专业学生及自学者的良师益友。

由于编者水平有限，书中难免存在疏漏与不足之处，恳请广大读者和专家批评指正，以便我们在后续版本中不断完善。

《数据结构与算法》编写组2025年12月