本书共分为9章，旨在为读者提供数据结构与算法的基础知识。第1章介绍了数据结构与算法的基本概念。第2章概述了Python编程的基础知识，确保读者具备使用Python语言进行编程的能力。本书的亮点集中在第3～9章，分别详细讲述了线性表、字符串、栈和队列、二叉树和树、图等核心数据结构，以及递归算法、二分查找和经典排序算法等。书中不仅解释了这些数据结构和算法的基本概念和特性，还通过Python代码示例演示了它们的具体实现。此外，书中还使用了大量的图示来辅助读者理解复杂的算法逻辑，并结合精选自力扣（LeetCode）平台的经典算法题目，帮助读者加深对知识点的理解和应用。 本书实用性强，易于理解，既可作为高等院校数据科学、人工智能等相关专业的教材，也适合自学使用。

第1章 绪论
1.1 算法
1.1.1 算法的基本概念
1.1.2 算法的表示
1.1.3 算法的设计
1.2 算法的分析评价
1.2.1 时间复杂度分析
1.2.2 时间复杂度分析举例
1.2.3 空间复杂度分析
1.3 数据结构
1.3.1 数据与数据结构定义
1.3.2 数据类型与数据抽象
1.3.3 抽象数据类型
1.3.4 数据结构和算法的关系
小结
习题
第2章 Python编程基础
2.1 Python数据类型
2.1.1 常用数据类型
2.1.2 变量、运算符和表达式
2.1.3 内置数据类型的常见运算和操作
2.2 Python控制结构
2.2.1 顺序结构
2.2.2 选择结构
2.2.3 循环结构
2.3 Python函数
2.3.1 函数概述
2.3.2 函数的声明和调用
2.3.3 参数传递
2.3.4 函数的返回值
2.3.5 变量的作用域
2.3.6 函数式编程
2.4 Python面向对象编程
2.4.1 面向对象程序设计
2.4.2 类的定义和实例化
2.4.3 属性
2.4.4 方法
2.4.5 类的继承
2.4.6 类的特殊方法
2.4.7 对象的引用、浅拷贝和深拷贝
2.5 抽象数据类型面向对象实现
2.5.1 抽象数据类型和面向对象方法
2.5.2 有理数的抽象数据类型表示
2.5.3 有理数抽象数据类型的Python语言实现
小结
习题
第3章 线性表
3.1 线性表的概念
3.1.1 基本术语和概念
3.1.2 线性表的操作
3.1.3 线性表的实现基础
3.2 顺序表
3.2.1 顺序表的定义
3.2.2 顺序表的基本实现
3.2.3 顺序表例题
3.3 单链表
3.3.1 单链表的定义
3.3.2 单链表的基本实现
3.3.3 单链表基本操作的实现
3.3.4 单链表例题
3.4 链表的变形与操作
3.4.1 带尾结点引用的单链表
3.4.2 循环单链表
3.4.3 双向链表
3.4.4 不同结构链表总结
3.5 有序表及其应用
3.5.1 有序表的定义
3.5.2 有序表例题
小结
习题
第4章 字符串
4.1 字符串的概念
4.1.1 基本术语和概念
4.1.2 串的基本操作
4.1.3 Python中的字符串
4.1.4 基本串操作例题
4.2 字符串匹配算法
4.2.1 字符串匹配
4.2.2 朴素的串匹配算法
4.2.3 无回溯串匹配算法（KMP算法）
4.2.4 串模式匹配例题
小结
习题
第5章 栈和队列
5.1 栈的概念与实现
5.1.1 栈的结构和操作特点
5.1.2 栈的表示和实现
5.2 栈的应用举例
5.2.1 括号匹配问题
5.2.2 后缀表达式求值
5.2.3 从中缀表达式到后缀表达式的转换
5.3 队列的概念与实现
5.3.1 队列的结构特点与操作
5.3.2 队列的表示和实现
5.4 双端队列
小结
习题
第6章 递归
6.1 递归的定义
6.1.1 基本概念
6.1.2 简单递归操作例题
6.1.3 汉诺塔问题
6.2 递归的可视化
6.2.1 递归执行过程
6.2.2 递归过程可视化
6.2.3 递归图形化展示
6.3 回溯法
6.3.1 回溯的概念
6.3.2 组合问题
6.3.3 回溯法例题
6.4 动态规划初步
6.4.1 动态规划的概念
6.4.2 动态规划的应用
6.4.3 动态规划例题
小结
习题
第7章 二叉树和树
7.1 树状结构基本概念
7.1.1 树的定义和基本术语
7.1.2 树状结构的描述
7.1.3 二叉树的概念
7.1.4 二叉树的性质
7.2 二叉树的存储
7.2.1 二叉树的顺序存储
7.2.2 二叉树的链式存储
7.3 二叉树的遍历及其实现
7.3.1 二叉树按层次遍历的实现
7.3.2 二叉树深度优先遍历的递归实现
7.3.3 二叉树深度优先遍历的非递归实现
7.4 二叉树遍历算法的应用
7.5 优先队列与堆
7.5.1 优先队列的概念及应用
7.5.2 堆的概念及实现
7.6 哈夫曼树
7.6.1 基本概念
7.6.2 Huffman树的构造
7.6.3 最优前缀编码
7.7 树和森林的存储和遍历
7.7.1 树和森林的遍历
7.7.2 树的存储表示
7.7.3 树的遍历算法实现
小结
习题
第8章 图及其算法
8.1 图的概念
8.1.1 基本术语和概念
8.1.2 其他术语和概念
8.2 图的表示与实现
8.2.1 邻接矩阵
8.2.2 邻接表
8.2.3 图表示的Python实现
8.3 图的遍历及其应用
8.3.1 深度优先遍历图
8.3.2 广度优先遍历图
8.3.3 图遍历算法的简单应用
8.3.4 图遍历算法的高阶应用
8.4 拓扑排序
8.5 并查集
8.6 连通网的最小生成树
8.7 最短路径问题
8.7.1 单源最短路径的Dijkstra算法
8.7.2 求解任意顶点间最短路径的Floyd算法
小结
习题
第9章 排序和查找
9.1 查找
9.1.1 基本术语和概念