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  • 1. 核外电子排布表示方法(1)原子结构示意图①小圆圈和圆圈内符号及数字表示原子核及核内质子数。②弧线表示电子层。③弧线内数字表示该层中电子数。(2)离子结构示意图①当主族中金属元素原子失去最外层所有...

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    1. 核外电子排布的表示方法

    (1)原子结构示意图

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    ①小圆圈和圆圈内的符号及数字表示原子核及核内质子数。

    ②弧线表示电子层。

    ③弧线内数字表示该层中的电子数。

    (2)离子结构示意图

    ①当主族中的金属元素原子失去最外层所有电子变为离子时,电子层数减少一层,形成与少一个电子层的稀有气体元素原子相同的电子层结构。

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    ②非金属元素的原子得电子形成简单离子时,形成与电子层数相同的稀有气体元素原子相同的电子层结构。

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    1.下列表示物质结构的化学用语或模型正确的是

    A.HF的电子式:b2c5bc33f8624d367f00416083d86d46.pngB.O的核外电子排布:649d841a7c407eb1283ced9e3e3ead27.png

    C.S2-离子的结构示意图:3ddb0bcdfeef2bcd4007acb0b5a5f29b.pngD.CH4分子的球棍模型:41237b61551e33a6e86a65ceab33a199.png

    【答案】B

    【解析】

    AHF为共价化合物,电子式为81d3c8a8c36513e13944692d6504181d.png,故A错误;

    BO8号元素,核外有8个电子,其中第一层有2个电子,第二层有6个电子,核外电子排布为e2b5db18323dde6afdd4460bc2e245f0.pngB正确;

    CS16号元素,核内有16个质子,S2-离子的结构示意图为908036c77ae4d80190765b58392546c7.png,故C错误;D458fb46006cfa5bc437d6bef72b76484.png为甲烷的比例模型,CH4分子的球棍模型为daf82b22c038a9613fea38358d220bba.png,故D错误;

    答案选B

    2 明确几个量的关系

    (1)质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N),质量数可近似地代替原子的相对原子质量。

    (2)原子的核外电子总数=质子数=核电荷数=原子序数。

    (3)阳离子Mn的核外电子数=质子数-n

    阴离子Nn的核外电子数=质子数+n

    2.某物质H2RO3分子中共有x个电子,R原子的质量数为A,则R原子核内含有_______个质子,________个中子。

    【答案】x-26    A-x+26    

    【分析】

    根据分子中各种元素的原子核外电子数的和等于总电子数,原子核外电子数等于其原子核内质子数,原子的质量数等于其质子数与中子数的和计算。

    【详解】

    H原子核外只有1个电子,O原子核外有8个电子,则根据H2RO3分子中共有x个电子,可得该物质分子中R原子核外电子数为(x-1)×2-8×3=x-26

    由于原子的质量数等于其质子数与中子数的和,R原子的核外电子数等于x-26,则其原子核内质子数也等于x-26,其质量数为A,故该原子核内中子数为A-( x-26)= A-x+26

    【点睛】

    本题考查了分子的构成及原子构成微粒关系的知识。在任何分子中原子核外电子数等于原子核内质子数,质量数等于原子核内质子数与中子数的和。掌握微粒的构成及相互关系是解答关键。

    3 明确符号ZA±cXmn±中各个字母的含义

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    3.下表符号中“2”的含义正确的一组是(  )

    选项

    21H

    42He

    O2

    Mg2+

    A

    质量数

    中子数

    质子数

    电荷数

    B

    质量数

    质子数

    原子数

    电荷数

    C

    质子数

    中子数

    原子数

    电子数

    D

    质量数

    质子数

    分子数

    电荷数

    【答案】B

    【解析】21H42HeO2Mg2“2”的含义分别是质量数、质子数、一个分子中含有的原子个数、离子所带的电荷数,故B正确;

    4同位素、同素异形体的判断和理解

    (1)同种元素可以有多种不同的核素,即可存在不同的原子,所以元素的种类数远小于原子的种类数。

    (2)判断某组微粒是同位素还是同素异形体,关键是要确定微粒的类别。只有原子才可能是同位素,单质才可能是同素异形体。

    4.下列说法正确的是 ()                                                  

    A.红磷、白磷属于同位素B.H2D2属于同素异形体

    C.4019K4020Ca互为同位素D.HDT互为同位素

    【答案】D

    【解析】A.分子结构不同的单质属于同素异形体,

    因而红磷和白磷是同素异形体,A项错误;

    B. H2D2构成元素相同,属于同种单质,B项错误;

    C. 4019K4020Ca含有不同元素,因而不是同位素,C项错误;

    D.HDT均是氢元素的不同核素,互为同位素,D项正确。

    5 构成原子的粒子数目与元素种类、原子种类的关系 

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    5.有①质子数②中子数③核外电子数④价电子数

    ⑤最外层电子数⑥电子层数。请用上述序号回答:

    (1)原子种类由       决定,元素种类由       决定。

    (2)原子的质量数由       决定,元素在周期表中的位置由      决定。

    【答案】①②;①;(2)①②;④⑥或⑤⑥

    【解析】具有相同核电荷数的(即核内质子数)的一类原子的总称,所以决定元素种类的是是质子数。而决定原子种类的则是质子数和中子数。中子数和质子数之和是质量数,元素在周期表中的物质由周期和族决定,周期序数等于核外电子层数,族序数等于最外层电子数。元素原子的最外层电子数就是价电子数。

    6主族元素原子结构与其在周期表中的位置关系

    (1)核外电子层数=周期数。

    (2)主族序数=最外层电子数=最高正价(O,F除外)=8-|最低负价|。

    6原子结构示意图为3aadede8815fd17ea224ec5991d79a62.png的原子,在周期表中的位置是         ,根据其在周期表中的位置推测,该元素的最高正价是              ,其最高价氧化物对应水化物的化学式为            (该元素用X代替),其酸性比硫酸            

    【答案】第四周期ⅥA族;+6;H2XO4;弱

    【解析】略

    7、电子层与周期表关系误区

    元素原子的K、L、M层电子数为偶数时,K、L、M不一定是最外层,即使是最外层也不一定是主族元素,如零族。

    7.根据中学化学教材所附元素周期表判断,下列叙述不正确的是()

    A.K层电子数为奇数的所有元素所在族的序数与该元素原子的K层电子数相等

    B.L层电子数为奇数的所有元素所在族的序数与该元素原子的L层电子数相等

    C.L层电子数为偶数的所有主族元素所在族的序数与该元素原子L层电子数相等

    D.M层电子数为奇数的所有主族元素所在族的序数与该元素原子M层电子数相等

    【答案】C

    【解析】

    【详解】

    A.K层电子数为奇数的只有氢原子,氢原子所在族的序数与该元素原子的K层电子数相等,故A正确;

    B.L层电子数为奇数的所有元素为锂、硼、氮,元素所在族的序数与该元素原子的K层电子数相等,故B正确;

    C.L层电子数为偶数的所有主族元素主要有铍、碳、氧、氖以及第三周期的所有原子,比如钠原子所在族的序数为第A族,该元素原子的L层电子数为8,不相等,故C错误;

    D.M层电子数为奇数的所有主族元素主要有钠、铝、磷、氯,元素所在族的序数与该元素原子的M层电子数相等,故D正确。

    故选C

    8根据稀有气体元素的原子序数确定

    主族元素在周期表中的位置的方法

    (1)记住稀有气体元素的原子序数(2He、10Ne、18Ar、36Kr、54Xe、86Rn、118Uuo),便可确定主族元素的位置。

    (2)原子序数-最邻近的稀有气体元素的原子序数=ΔZ

    ①若ΔZ>0,则位于稀有气体元素下一周期,族序数为ΔZ

    ②若ΔZ<0,则与稀有气体元素同周期,族序数为8-|ΔZ|。

    8.115号元素在元素周期表中的位置是

    A.第七周期第VIIA族    B.第七周期第VA族

    C.第七周期第VIIB族    D.第七周期第VB族

    【答案】B

    【解析】试题分析:第七周期稀有气体原子序数=86+32=118,是第七周期最后一种元素,位于18列,115号元素处于第15列,故115号元素位于第七周期第ⅤA族,答案选B。

    【考点定位】本题主要是考查元素的推断

    【名师点晴】由原子序数确定元素位置的规律:只要记住了稀有气体元素的原子序数(He—2、Ne—10、Ar—18、Kr—36、Xe—54、Rn—86),就可由主族元素的原子序数推出主族元素的位置。(1)若比相应的稀有气体元素多1或2,则应处在下周期的第ⅠA族或第ⅡA族,如88号元素:88-86=2,则应在第七周期第ⅡA族;(2)若比相应的稀有气体元素少1~5时,则应处在同周期的第ⅦA族~第ⅢA族,如84号元素应在第六周期第ⅥA族;(3)若预测新元素,可与未发现的稀有气体元素(118号)比较,按上述方法推测知:114号元素应为第七周期第ⅣA族。另外此类试题也可以根据原子核外电子排布确定在周期表中的位置。

    9“相邻”两元素的原子序数差

    (1)同周期相邻主族元素原子序数差。

    第二周期到第七周期非第A族和第A族

    同周期相邻元素原子序数差为1。

    同周期第A族与第A族元素原子序数差从

    第二周期到第七周期分别依次为1,1,11,11,25,25。

    (2)同主族及0族上下相邻元素原子序数差。

    若为第A、A族元素:相差上一周期全部元素种数。

    若为第A~A族、0族元素:相差下一周期全部元素种数。

    9.下列说法正确的是

    A.同一周期中的第ⅡA族和第ⅢA族元素的原子序数差一定为1

    B.L层上的电子数为奇数的元素一定是主族元素

    C.同一主族相邻两个周期的元素的原子序数差为上一周期所含元素种类

    D.族序数等于周期序数的元素一定是金属元素

    【答案】B

    【解析】试题分析:A.同一周期中的第ⅡA族和第ⅢA族元素的原子序数差不一定为1,也可能是11或25,A不正确;B.L层上的电子数为奇数的元素一定是第二周期元素,属于主族元素,B正确;C.同一主族相邻两个周期的元素的原子序数差不一定为上一周期所含元素种类,也可能是下一周期所含元素种类,例如氯与溴等,C错误;D.族序数等于周期序数的元素不一定是金属元素,例如氢元素,D错误,答案选B。

    考点:考查元素周期表的结构

    10 碱金属的相似性递变性(用R表示碱金属元素)

    (相似性) 

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    (递变性)

     (1)与O2反应

    Li→Cs,与O2反应越来越剧烈,产物越来越复杂,如Li与O2反应只能生成Li2O,Na与O2反应还可以生成Na2O2,而K与O2反应能够生成KO2等。

    (2)与H2O(或酸)的反应

    Li→Cs,与H2O(或酸)反应越来越剧烈,如K与H2O反应可能会发生轻微爆炸,Rb和Cs遇水发生剧烈爆炸。

    (3)最高价氧化物对应水化物的碱性

    碱性:LiOH

    10.同主族元素的性质具有相似性与递变性,

    下列关于碱金属与卤素的说法正确的是(    )

    A.碱金属的密度随着原子序数增加而堵大

    B.碱金属与氧气反应都能生成两种氧化物

    C.卤素单质的熔点随着原子序数增加而增大

    D.卤素单质与水反应通式为X2+H2O=HX+HXO

    【答案】C

    【解析】A、碱金属的密度随着原子序数增加而呈减小趋势(但钾反常),故A错误;B、Li的金属性较弱,与氧气反应生成氧化物,不生成过氧化物,故B错误;C、卤素单质都属于分子晶体,从上到下单质的相对分子质量逐渐增大,分子间作用力逐渐增强,单质的沸点升高,故C正确;D、卤素单质与水反应通式为X2+H2O=HX+HXO,X2只能是Cl2Br2I2等,不能代表F22F22H2O=4HF+O2,故D错误;故选C。

    11. 卤族元素的相似性和递变性(X表示卤族元素)

    (1)相似性

    ①与H2反应:X2H2一定条件――→2HX

    ②与活泼金属(如Na)反应:2Na+X2点燃=====2NaX

    ③与H2O反应

    X2H2O===HX+HXO(X===Cl、Br、I)

    2F22H2O===4HF+O2

    (2)递变性

    ①与H2反应越来越难,生成的氢化物的稳定性逐渐减弱,还原性逐渐增强。

    ②氢化物中HCl、HBr、HI的熔、沸点依次升高。

    11.元素周期表中卤族元素(F→I) 的单质和化合物的性质,

    从上到下呈现一定的递变性。下列叙述中正确的是(  )

    氢卤酸(HX) 的酸性依次减弱  

    单质的颜色加深 

    气态氢化物的佛点依次增高

    单质的沸点升高  

    阴离子的还原性增强

    A.①②④    B.②③④⑤    C.②④⑤    D.①③⑤

    【答案】C

    【解析】①卤族元素由上到下半径增大,非金属性减弱,氢卤酸(HX) 的酸性增强;①错误;②卤素单质由上到下颜色加深,②正确;③由于氟化氢存在有氢键,所以沸点反常,顺序如下:HF> HI> HBr>HCl,③错误;④卤族元素由上到下相对原子质量增加,由于卤素单质都是分子晶体,相对分子质量越大,沸点越高,④正确;⑤卤族元素由上到下非金属性减弱,因此阴离子的还原性增强,⑤正确;综上所述,②④⑤正确;正确选项C。

    点睛:同主族元素的单质和化合物性质具有相似性和递变性;从上到下,单质的氧化性减弱,单质的沸点升高;气态氢化物的沸点氟化氢反常,存在有氢键所致;氢卤酸(HX) 的酸性逐渐增强,阴离子的还原性逐渐增强。

    12、卤素单质的特殊性

    (1)溴是常温常压下唯一的液态的非金属单质。

    (2)卤素单质都有毒,溴有很强的腐蚀性,液溴易挥发,保存时要加一些水进行“水封”,碘可升华,遇淀粉溶液变蓝(检验I2)。

    (3)Cl2Br2I2易溶于有机溶剂苯、CCl4、汽油等。

    (4)F2是唯一从水中置换出O2的非金属单质。

    (5)卤素单质与变价金属(如Fe)反应

    2Fe+3X2===2FeX3(X===F、Cl、Br)

    Fe+I2===FeI2

    12.关于卤素(F、Cl、Br、I)的性质的叙述,错误的是(  )

    A.卤素单质的密度逐渐增大

    B.将氯水加到KI淀粉溶液中,溶液变蓝

    C.除了I2外,其它卤素单质都能将Fe氧化到+3价

    D.F2能从NaCl溶液中置换出Cl2

    【答案】D

    【解析】A、卤素单质从上而下密度逐渐增大,选项A正确;B、氯元素的非金属性强于碘元素的,因此氯气能把碘化钾氧化生成单质碘,碘遇淀粉显蓝色,所以将氯水加到KI-淀粉溶液中,溶液变蓝,选项B正确;C、碘的氧化性较弱,故 除了I2外,其它卤素单质都能将Fe氧化到+3价,选项C正确;D、 F2的非金属性很强,直接与水反应,而不能从NaCl溶液中置换出Cl2,选项D错误。答案选D。

    13、 判断元素金属性强弱的方法

    (1)根据元素的单质与水(或酸)反应置换出氢的难易程度来判断,若其单质与水(或酸)反应置换出氢越容易,则元素的金属性就越强;反之,金属性就越弱。

    (2)根据元素的最高价氧化物对应的水化物——氢氧化物的碱性强弱来判断,若其最高价氧化物对应的水化物——氢氧化物的碱性越强,则元素的金属性就越强;反之,金属性就越弱。

    (3)根据金属活动性顺序表来判断,排在金属活动性顺序表前面的金属,金属性越强。

    (4)根据金属单质之间的置换反应判断,金属性强的元素的单质能把金属性弱的元素的单质从其盐溶液中置换出来。

    13.下列实验依据可判断某元素的金属性强弱的是(   )

    A.导电性的强弱

    B.跟非金属反应生成化合物的价态高低

    C.1mol该金属跟酸反应放出氢气的多少

    D.最高价氧化物对应水化物碱性的强弱

    【答案】D

    【详解】

    A.金属的导电性属于物理性质,导电性的强弱与金属性强弱无关,A错误;

    B.金属单质在反应中失去电子的能力越强则金属性越强,与失去电子的多少无关,即生成的价态高低无关,B错误;

    C.金属元素的单质与水或酸反应置换出氢气越容易,则失电子能力越强,金属性越强,与生成氢气多少无关,C错误;

    D.金属元素的最高价氧化物对应的水化物的碱性越强,则失电子能力越强,金属性越强,D正确;

    14、 判断元素非金属性强弱的方法

    (1)根据非金属元素单质与H2化合的难易程度判断,若单质与H2越容易化合,则元素的非金属性就越强;反之,非金属性就越弱。

    (2)根据非金属元素单质与H2化合形成气态氢化物的稳定性判断,若生成的气态氢化物越稳定,则元素的非金属性就越强;反之,非金属性就越弱。

    (3)根据非金属元素最高价氧化物对应水化物的酸性强弱判断,若最高价氧化物对应水化物的酸性越强,则元素的非金属性就越强;反之,非金属性就越弱。

    (4)根据非金属元素单质之间的置换反应判断,非金属性强的元素的单质能把非金属性弱的元素的单质从其盐溶液中置换出来。

    (5)根据非金属元素单质的氧化性判断,一般单质的氧化性越强,非金属性越强。

    (6)根据元素在周期表中的位置判断,同主族元素从上到下金属性逐渐增强,非金属性逐渐减弱。

    14.可以验证硫元素的非金属性比氯元素弱的事实是( )

    ①H2S水溶液是弱酸,HCl水溶液是强酸

    ②向氢硫酸溶液中滴入氯水有单质硫生成

    ③硫、氯气分别与铜和铁反应,其产物是FeS、Cu2S、FeCl3CuCl2

    ④高氯酸(HClO4)的酸性比硫酸强

    A.②③④    B.②④    C.①②④    D.①②③④

    【答案】A

    【解析】

    试题分析:H2S和HCl不属于最高价氧化物对应水化物,不能通过比较酸性来比较非金属性。答案选A。

    点评:非金属性的比较规律:

    1、由元素原子的氧化性判断:一般情况下,氧化性越强,对应非金属性越强。

    2、由单质和酸或者和水的反应程度判断:反应越剧烈,非金属性越强。

    3、由对应氢化物的稳定性判断:氢化物越稳定,非金属性越强。

    4、由和氢气化合的难易程度判断:化合越容易,非金属性越强。

    5、由最高价氧化物对应水化物的酸性来判断:酸性越强,非金属越强。(除氟元素之外)

    6、由对应阴离子的还原性判断:还原性越强,对应非金属性越弱。

    7、由置换反应判断:强置弱。〔若依据置换反应来说明元素的非金属性强弱,则非金属单质应做氧化剂,非金属单质做还原剂的置换反应不能作为比较非金属性强弱的依据〕

    值得注意的是:氟元素没有正价态,故没有氟的含氧酸,所以最高价氧化物对应水合物的酸性最强的是高氯酸,而不是非金属性高于氯的氟元素!故规律5只适用于氟元素之外的非金属元素。

    8、按元素周期律,同周期元素由左到右,随核电荷数的增加,非金属性增强;同主族元素由上到下,随核电荷数的增加,非金属性减弱。

    9. 非金属单质与具有可变价金属的反应。能生成高价金属化合物的,其非金属性强

    -  THE END -

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  • 鉴定化学元素同位素的新方法利用了同位素中子过量(NE)数。 Z-NE平面中天然同位素的重新表达揭示了原子的核与电子结构之间令人惊讶的对应关系。 尽管存在两个主要原子区室的另一组... 最近的两项研究得出相同的结论。
  • 1、数据结构数据结构的基本概念数据是信息载体数据元素是数据基本单位,又若干数据项组成数据对象是具有相同性质数据元素集合,是数据一个子集数据类型原子类型、结构类型、抽象数据类型抽象数据类型(ADT)...

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    1、数据结构

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    数据结构的基本概念

    数据

    是信息的载体

    数据元素

    是数据的基本单位,又若干数据项组成

    数据对象

    是具有相同性质的数据元素的集合,是数据的一个子集

    数据类型

    原子类型、结构类型、抽象数据类型

    抽象数据类型(ADT)

    指一个数学模型及其定义在该模型上的一组操作

    数据结构

    是相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合

    数据结构三要素

    逻辑结构

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    线性结构(数据之间一对一的关系)

    2、线性表★p25

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    定义:具有相同数据类型的n(n>=0)个数据元素的有限序列,n=0时为空表,线性表是一种逻辑结构

    顺序存储

    顺序表

    顺序表的基本操作p28

    插入、删除、按值查找(顺序查找)

    链式存储

    指针实现

    单链表p40

    每个链表结点,除存放自身元素信息外还存放指向其后继的指针;data;next

    基本操作有头插法、尾插法、按序号查找结点值、按值查找表结点、插入、删除、求表长操作

    双链表

    定义:双链表结点中有两个指针prior和next,分别指向其前驱结点和后继结点;prior;data;next

    插入、删除操作

    循环链表

    循环单链表

    与单链表的区别在于最后一个结点不是指向null,而是指向头结点,从而整个链表形成一个环

    循环双链表

    头结点的prior指针还要指向表尾结点

    借助数组实现

    静态链表

    data;next;这里的指针是结点的相对地址(数组下标),又称游标;和顺序表一样,也要分配一块连续的内存空间

    顺序表和链表的比较p47

    存取方式

    顺序表可顺序或随机存取,链表只能从表头顺序存取元素

    逻辑结构和存储(物理)结构

    查找、插入和删除操作

    空间分配

    链式存储的结点空间只在需要时申请分配,只要内存有空间就可以分配,操作灵活、高效

    如何选取存储结构

    基于存储、基于运算、基于环境的考虑

    3.1、栈(操作受限) p76

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    定义:叫先进后出的线性表,只允许在一端进行插入和删除的线性表;栈顶、栈底、空栈

    顺序栈

    链栈

    优点是便于多个栈共享存储空间和提高其效率,且不存在栈满上溢的情况

    共享栈

    可以更有效的利用存储空间,两个栈的空间相互调节,只有在整个存储空间被占满时才发生上溢。存取均为O(1)

    3.2、队列(操作受限)p86

    定义:队列简称队,也叫先进先出的线性表,也是一种操作受限的线性表,只允许在表的一端进行插入,而在表的另一端进行删除;入队/进队、出队/离队;对头、队尾、空队列

    循环队列

    链式队列

    实际是一个同时带有对头指针和队尾指针的单链表;适用于数据元素变动较大的情形,且不存在队列满且产生溢出的问题

    双端队列

    指允许两端都可以进行入队和出队操作的队列

    3.3、栈和队列的应用p98

    栈在括号匹配中的应用,栈在表达式求值中的应用,栈在递归中的应用,队列在层次遍历中的应用,队列在计算机系统中的应用

    3.4、推广:数组 p109

    数组的定义:数组是由n(n>=1)个相同类型的数据元素构成的有限序列,每个数据元素称为一个数组元素,每个元素受n个线性关系的约束,每个元素在n个线性关系中的序号称为该元素的下标,并称该数组为n维数组;数组只有存取和修改元素的操作。

    一维数组

    多维数组

    压缩存储

    定义:指多个相同的元素只分配一个存储空间,对零元素不分配存储空间,主要是为了节省空间

    特殊矩阵:对称矩阵、上(下)三角矩阵、对角矩阵

    稀疏矩阵

    多维矩阵

    非线性结构(数据之间一对多或多对多的关系)

    4、树p116

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    定义:树是n(n>=0)个结点的有限集合,n=0时,称为空树;集合本身又是一棵树,并且称为根结点的子树。树的定义是递归的,是一种递归的数据结构。树适合于表示具有层次结构的数据。

    祖先结点、双亲结点、孩子结点、兄弟结点;结点的深度、高度和层次;叶子结点、分支结点;有序树和无序树;路径和路径长度;森林

    二叉树

    定义:是另一种树形结构,特点是每个结点至多只有2棵子树,并且二叉树的子树有左右之分,其次序不能任意颠倒;二叉树是有序树,如果左右子树颠倒就成了另一棵不同的二叉树。

    特殊二叉树p121

    满二叉树、完全二叉树、二叉排序树、平衡二叉树

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    二叉树的存储结构

    顺序存储、链式存储

    二叉树的遍历和线索二叉树p130

    二叉树的遍历:是指按某条搜索路径访问树中的每个结点,使每个结点均被访问一次,且仅被访问一次。有3种遍历算法:先序(NLR)、中序(LNR)、后序(LRN)

    递归算法和非递归算法的转换

    借助栈,可以将二叉树的递归遍历算法转换为非递归算法

    二叉树的层次遍历需要借助一个队列

    由遍历序列构造二叉树:先序和中序;后序和中序均可确定,但是先序和后序无法确定二叉树

    线索二叉树p133

    引入线索二叉树是为了加快查找结点前驱和后继的速度。

    线索二叉树的构造与遍历

    树、森林p158

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    树的存储结构

    双亲表示法、孩子表示法、孩子兄弟表示法(又叫二叉树表示法)

    树、森林与二叉树的转换p160

    定义:森林是m(m>=0)棵互不相交的树的集合;只要把树的根结点删去就成了森林。

    树和森林的遍历

    树是先根遍历、后根遍历、层次遍历

    森林是先序遍历、中序遍历

    树的应用-并查集

    并查集是一种简单的集合表示支持3种操作:union,find、initial

    树与二叉树的应用

    二叉排序树的查找、插入、构造、删除、查找效率分析

    平衡二叉树(AVL)的插入【LL平衡旋转、RR平衡旋转、LR平衡旋转、RL平衡旋转】、查找

    哈夫曼树和哈夫曼编码p175

    定义:在含有n个带权叶子结点的二叉树中,其中带权路径长度(WPL)最小的二叉树称为哈夫曼树,也称为最优二叉树

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    哈夫曼编码是被广泛应用且非常有效的数据压缩编码

    5、图p194

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    图的定义:图G由顶点集V和边集E组成,记为G=(V,E);其中V(G)表示图G中顶点的有限非空集;E(G)表示图G中顶点之间的关系(边)集合。图不能为空图

    图的基本概念和术语

    有向图、无向图、简单图、多重图、完全图、子图;连通、连通图和连通分量;强连通图、强连通分量;生成树、生成森林;顶点的度、入度和出度;边的权和网;稠密图、稀疏图;路径、路径长度和回路;简单路径、简单回路;距离;有向树;

    图结构的存储

    邻接矩阵法、邻接表法、邻接多重表、十字链表

    图的遍历★

    图的遍历是指从图中的某一顶点出发,按照某种搜索方法沿着图中的边对图中的所有顶点访问且仅访问一次;树是一种特殊的图。

    深度优先遍历算法DFS,需要用到栈

    优先考虑最后被发现的顶点,被广泛用于人工智能方面;类似树的先序遍历;

    广度优先遍历算法BFS,需要用到队列

    优先考虑最早被发现的顶点,即离起点越近的顶点其优先级越高;类似二叉树的层序遍历;prim算法,dijkstra算法;BFS算法;只适合求边权值相等的图的单源最短路径。

    图的相关应用

    最小生成树:prim算法、kruskal算法

    最短路径:dijkstra算法、floyd算法

    拓扑排序:AOV网

    关键路径:AOE网

    集合

    存储结构(物理结构)

    顺序存储、链式存储、索引存储、散列存储

    数据的运算

    运算的定义是针对逻辑结构的,指出运算的功能

    运算的实现是针对存储结构的,指出运算的具体操作步骤

    数据结构的五个特征

    算法的定义

    对特定问题求解步骤的一种描述,它是指令的有限序列,其中的每个指令表示一个或多个操作,好算法的目标是:正确性、可读性、健壮性、效率和低存储量需求

    5个特征

    有穷性、确定性、可行性、输入、输出

    效率的度量

    时间复杂度:T(n)=O(f(n))

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    空间复杂度:S(n)=O(g(n))

    6、查找p252★

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    基本概念

    在数据集合中寻找满足某种条件的数据元素的过程称为查找

    静态查找(适合顺序查找、折半查找、散列查找)

    动态查找(适合二叉排序树的查找、散列查找)

    线性结构

    顺序查找又称线性查找

    折半查找又称二分查找

    分块查找又称索引顺序查找

    树形结构

    二叉排序树

    二叉平衡树

    B树、B+树

    ★★B树又称多路平衡查找树;B树的高度(磁盘读取次数)、B树的查找、B树的插入、B树的删除

    散列结构

    散列表p277:性能分析、冲突处理

    字符串简称串p287

    串是由零个或多个字符组成的有限序列

    效率指标

    平均查找长度:查找成功、查找失败

    7、排序p303

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    基本概念

    排序就是重新排列表中的元素,使表中的元素满足按关键字递增或递减的过程

    稳定性

    衡量标准:时、空复杂度

    内部排序

    插入排序

    直接插入排序

    折半插入排序

    希尔排序又称缩小增量排序

    交换排序

    冒泡排序

    ★快速排序(划分、过程特征)

    选择排序

    简单选择排序

    ★堆排序(建堆、插入和调整)

    ★归并排序(归并路数、归并过程)

    基数排序

    外部排序

    多路归并排序

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    2013-12-10 11:49:54
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    HappyDay1234567890

    为什么需要它?当数据存储在基于磁盘的存储设备上时,它被存储为数据块.这些块全部被访问,使它们成为原子磁盘访问操作。磁盘块的结构与链接列表的方式基本相同;它们都包含一个数据节,一个指向下一个节点(或块)位置的指针,并且都不需要连续存储。由于许多记录只能在一个字段上排序,我们可以声明,在未排序的字段上搜索需要线性搜索N/2块访问(平均),其中N表跨越的块数。如果该字段是一个非键字段(即不包含唯一项),则必须在N封锁通道。而对于排序字段,可以使用二进制搜索,它具有log2 N封锁通道。另外,由于数据是根据非键字段进行排序的,因此一旦找到更高的值,就不需要搜索表的其余部分的重复值。因此,业绩的增长是大幅度的。什么是索引?索引是对多个字段中的许多记录进行排序的一种方法。在表中的字段上创建索引将创建另一个保存字段值的数据结构,并创建指向与其相关的记录的指针。然后对此索引结构进行排序,允许在其上执行二进制搜索。索引的缺点是,这些索引需要磁盘上的额外空间,因为索引一起存储在使用MyISAM引擎的表中,如果对同一表中的许多字段进行索引,则该文件可以迅速达到基础文件系统的大小限制。它怎麽工作?首先,给出一个样本数据库表模式;Field name       Data type      Size on disk

    id (Primary key) Unsigned INT   4 bytes

    firstName        Char(50)       50 bytes

    lastName         Char(50)       50 bytes

    emailAddress     Char(100)      100 bytes注使用CHAR代替varchar,使磁盘值具有精确的大小。此示例数据库包含500万行,且未编入索引。现在将分析几个查询的性能。这些是使用ID(一个排序的密钥字段)和一个使用首名(无键未排序字段)。例1 - 排序与未排序字段给出我们的样本数据库r = 5,000,000具有固定大小的记录,其记录长度为R = 204字节,它们存储在使用默认块大小的MyISAM引擎的表中。B = 1,024字节。表的阻塞因子是bfr = (B/R) = 1024/204 = 5每个磁盘块的记录。保存表所需的块总数为N = (r/bfr) = 5000000/5 = 1,000,000街区。在id字段上进行线性搜索需要平均N/2 = 500,000块访问以查找值,因为id字段是一个关键字段。但是,由于id字段也是排序的,所以可以进行二进制搜索,平均需要log2 1000000 = 19.93 = 20封锁通道。我们马上就能看到这是一个巨大的进步。现在首名字段既不是排序的,也不是键字段的,所以二进制搜索是不可能的,值也不是唯一的,因此表将需要搜索到最后才能找到确切的值。N = 1,000,000封锁通道。正是这种情况,索引的目的是纠正。假设索引记录只包含索引字段和指向原始记录的指针,那么它将比它所指向的多字段记录更小,这是合理的。因此,索引本身需要的磁盘块比原始表少,因此需要更少的块访问来迭代。上的索引的架构。首名字段概述如下:Field name       Data type      Size on disk

    firstName        Char(50)       50 bytes

    (record pointer) Special        4 bytes注:MySQL中的指针长度为2、3、4或5个字节,这取决于表的大小。例2 - 索引给出我们的样本数据库r = 5,000,000记录的索引记录长度为R = 54字节,并使用默认块大小。B = 1,024字节。索引的阻塞因子为bfr = (B/R) = 1024/54 = 18每个磁盘块的记录。保存索引所需的块总数为N = (r/bfr) = 5000000/18 = 277,778街区。现在使用首名字段可以利用索引来提高性能。这允许对索引进行二进制搜索,平均搜索值为log2 277778 = 18.08 = 19封锁通道。若要查找实际记录的地址,需要进一步的块访问才能读取,使总数达到19 + 1 = 20块访问,与查找首名在非索引表中匹配。什么时候使用?考虑到创建索引需要额外的磁盘空间(从上面的示例增加277,778块,增加了28%),而且过多的索引可能会导致文件系统大小限制带来的问题,因此必须仔细考虑选择要索引的正确字段。由于索引只用于加速搜索记录中的匹配字段,因此,只用于输出的索引字段在执行插入或删除操作时只会浪费磁盘空间和处理时间,这是合理的,因此应该避免。此外,考虑到二进制搜索的性质,数据的基数或唯一性也很重要。在基数为2的字段上索引会将数据分割成两半,而基数为1,000将返回大约1,000条记录。在基数如此低的情况下,效率降低到线性排序,如果基数小于记录数的30%,查询优化器将避免使用索引,从而有效地浪费了索引的空间。

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  • mysql优化(上)

    2019-02-22 20:36:00
    结构设计:(1)三范式 : 原子性(不可拆分)、唯一性(不能有完全相同的数据)、无冗余性(不能有多余的数据),对于冗余性说明一下:拿订单来举例,订单表里面是不需要有商品总额字段的。因为可以在程序中通过...
    1. 磁盘组成  和  磁盘读取过程
    2. 尽量减少 i/o 操作。
    3. 表结构设计:
      (1)三范式 :   原子性(不可拆分)、唯一性(不能有完全相同的数据)、无冗余性(不能有多余的数据),对于冗余性说明一下:拿订单来举例,订单表里面是不需要有商品总额字段的。因为可以在程序中通过代码计算出来。存到数据库中就显得多余了。
      (2)字段: 选择顺序:数字> 时间 > 字符串
      (3)字段大小:够用即可,不要浪费。
      (4)select * from 表名 procedure analyse()     这个命令可以帮助我们参考选择合适的字段大小。
      (5)表拆分:把常用的和不常用的分开,比如用户表,用户名常用,像年龄、婚否、职业等等没必要放在主表中,可以放在附表中。
      (6)反三范式:就是允许冗余。比如上面提到的商品总额,可以单独用一个字段存储,这样可以提高读取效率。为什么呢?往下看,比如总额用的少,那我是不是就不需要存储它,反过来说如果使用总额比较频繁,那么虽然通过计算可以得到总额,但是存在一个问题,就是你要查询其他的字段,比如购买商品数(实际中购买数量存在session中),单价,这样查询的反而比只查询一个总额字段效率低(这个例子可能不太恰当,就是会有类似这种情况发生的)。至于设计表时,怎么选择,就要看具体情况了。
    4. 数据库引擎选择:memory、myisam、innodb
      (1)memory是将数据存在内存中,mysql重启之后数据就会丢失。
      (2)myisam和innodb 的区别:
        事务:innodb支持,myisam不支持
        查询速度:myisam较快,innodb相对较慢
             全文索引:myisam支持,innodb不支持
             锁机制:myisam支持表锁,innodb 支持行级锁
             文件存储形式:myisam三个文件:     frm(存储表的结构),myi(存储表的索引),myd(存储表的数据)
                                 innodb两个文件:frm(存储表的结构),ibd(存储数据和索引)
      查询较多时建议选择myisam,,需要事务支持选择innodb。
    5. mysql锁的分类:读锁:其他用户可以进行读操作,不能写操作。  写锁:其他用户不能读也不能写。
    6. 索引:通俗讲,就好比是字典的索引,书的目录。或者说好比把具有相同关键词的文章归一类存储,把具有另一个关键词的文章放在一起,这样查询的时候就会快很多。
    7. 索引原理:二叉树结构(就是二分查找算法原理)、hash索引
    8. 索引分类:主键、唯一索引、全文索引、一般索引。(索引参考文章)(再来一个,写的很好
    9. 慢查询:
      (1)如何定位执行较慢的语句:启动mysql服务并设置参数   
      mysqld_safe  --user=mysql  --slow_query_log  --slow_query_log_file=/tmp/slow_query.log  --long_query_time=1

      slow_query_log: 是否开启慢查询,slow_query_log_file: 慢查询日志文件存放位置,long_query_time:慢查询时间界限。

      (2)如果查看日志,可以借助mysql内置命令

      mysqldumpslow   /tmp/slow_query.log

       

    10. explain 可以分析SQL语句的执行计划以及检测是否使用索引。
      explain select*from user;  //explain放在查询语句之前

      执行上面语句后,会显示一张结果表,分析一下表里各个单词的含义。
      select_type:      搜索的类型
      table:                搜索的表名
      type:                 搜索的类型
      possible_keys: 可能用到的索引
      key:                  实际用到的索引
      key_len:           索引的长度
      ref:                   关联的字段
      rows:                扫描的行数
      Extra:               额外的信息

      关于type可能的值(性能由高到低排列):null>system>const>eq_ref>ref>range>index>all        针对这些值作如下解释:
      null:不使用索引,直接可以获得结果。

      explain select count(*) from user;

      system:表中满足条件的记录最多一条;

      explain select * from (select * from user limit 1) as a;

      const:表中满足条件的记录最多一条,通常出现在主键和唯一索引;

      explain select * from user where id = 1;

      eq_ref:表中某一列的值关联另一个表中主键列的值,通常用在联表查询;

      explain select * from user left join types on types.id = user.type_id;

      ref:通过普通索引查询;

      explain select * from user where username = '赵';

      range:索引范围查询;

      explain select * from user where id<10000;

      index:索引扫描;

      explain select id from user;

      all:全表扫描。

      explain select * from user;
      

        

    转载于:https://www.cnblogs.com/bneglect/p/10420565.html

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  • 最后,我们使本书的主题尽可能轻松并且易于理解,希望您在阅读本书时享受到与我们创作本书时相同的乐趣。  在接下来的各小节中分别介绍本书概述、建议阅读清单、如何学习、词汇、本书约定,以及本书的ERD模型。 ...
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空空如也

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