第2版前言

1. 教材出版背景

党的二十大报告指出，教育、科技、人才是全面建设社会主义现代化国家的基础性、战略性支撑，本书正是贯彻落实这一精神，服务于创新型国家建设人才培养的具体实践。

本书是2024年国家职业在线精品课程“数据结构与算法”的配套教材，同时也是“十四五”职业教育国家规划教材，本版在原有基础上进行了全面改版升级。

2. 本次改版说明

本书在第1版得到广泛使用的基础上，依据企业岗位能力需求与专家评审意见，进行系统性升级。主要改版内容如下。

1） 引入企业级进阶实战，提升岗位适配性

在保留原版基础项目（排队叫号系统、歌曲播放器、医院排队叫号系统等）之上，新增“进阶实战”模块，模拟高并发、大数据量等真实企业场景，包括以下内容。

（1） 高并发场景下的排队叫号系统优化（循环数组+CAS+无锁队列）。

（2） 基于Redis消息队列的秒杀系统设计。

（3） KMP算法在生物信息学中的应用。

（4） 网约车导航系统中的实时路径规划（动态权值Dijkstra）。

（5） 海量用户积分榜的实时查询与维护（树状数组）。

（6） 海量日志文件的外部排序（多路归并+败者树）。

每个进阶案例均包含“问题分析→解决方案→完整代码实现→性能对比”的完整逻辑链，帮助学习者建立从课堂知识到企业开发的桥梁。

2） 强化算法效率分析与工程化应用

（1） 每个核心算法增加时间复杂度与空间复杂度的推导及对比表格。

（2） 结合Java高并发、Redis、消息队列等主流技术，讲解数据结构的工程化应用。

（3） 设置“工程化应用”专栏（如JVM方法调用栈分析、外部排序、实时路径规划等）。

3） 创新引入AI助学与AI助训，构建智慧学习生态

（1） AI助学： 提供智能代码提示、算法可视化讲解、错题分析与知识盲区诊断。

（2） AI助训： 自动生成个性化编程练习题、模拟企业面试算法题、代码复杂度评估报告。

（3） 读者可通过智慧学习平台或扫描书中二维码，获得7×24小时AI辅导与实训支持。

3. 教材结构

本书包括绪论和9个模块内容。绪论为数据结构学习的入门部分，主要讲述学习数据结构的意义、数据结构的相关内容、算法的知识，为后续项目的展开做好知识积累和铺垫。

模块1至模块9为项目化教学内容，每个模块均引入一个项目，按照项目开发的逻辑关系开展教学工作，所讨论的内容包括线性表、栈、队列、字符串、数组与矩阵、树、图、查找算法及排序算法。其中，线性表、栈、队列、字符串、数组与矩阵属于线性结构，树和图属于非线性结构，查找算法和排序算法是应用广泛的算法。每个模块按照“项目描述→相关知识→项目实现”等多个环节展开。项目描述用于理解项目的具体功能需求； 相关知识是项目成功实现所要掌握的知识点； 项目实现则是具体的代码。

4. 教材特色

本书确立了“以项目为背景，以知识为主线，以提高能力和兴趣为目的，全面提升技能水平和职业素养”的设计理念，主要特色如下。

（1） 阶梯式项目驱动。课程组教师和企业人员设计了9个生活中的基础项目，并在此基础上增设“进阶实战”模块，使学习者能够由浅入深、逐步掌握企业级应用开发能力。

（2） AI赋能教学。创新引入AI助学与AI助训系统，提供智能辅导、个性化编程练习和算法可视化讲解，实现从“教会”到“会学”的转变。

（3） 工程化导向。强化算法效率分析，融入Java高并发、Redis等主流技术，帮助学习者理解数据结构在真实开发中的应用方式。

（4） 信息化教学。借助超星平台，配备多种形式的教学资源，设有闯关模式，激发学生的自主学习意识。

（5） 丰富的配套资源。本书配套有微课视频、动画、电子课件、全部源代码、习题答案、AI助学助训平台等资源，请联系编者或访问清华大学出版社相关网站下载。

5. 致谢

本书的编写出版是本课程全体教学人员集体智慧的结晶。课程组与合作企业兼职教师（中软国际教育科技股份有限公司邓克皓）参与了所有项目的代码编写工作，同时他对全书的实例和知识点的选择提出了很好的建议。另外，向支持和参与本书编写工作的所有老师和同事表示感谢！

搁笔的一刹那，感慨良多。数据结构是程序的灵魂，讲好这门课程，让学生学懂、弄通“数据结构与算法”是我们的初衷和追求。尽管课程组老师在写作过程中非常认真和努力，对内容的组织、案例的选用以及项目化教学的融入也做了充分准备，但仍深感道长且阻，希望读者朋友们多提宝贵建议，对错误不吝指正，我们将感激不尽！

编者2026年5月