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数据结构介绍

前言

数据结构,简单说,就是研究数据的存储方式。数据在计算机存储空间的存放,决不是胡乱的,研究一种好的方式来存储数据,这也是数据结构的核心内容。

数据结构

数据结构大致包含以下几种存储结构:  

1. 线性表,还可细分为顺序表、链表、栈和队列;

线性表结构存储的数据往往是可以依次排列的,就像一群人手拉手,每人的前面和后面都仅有一人和他拉手,具备这种“一对一”关系的数据就可以使用线性表来存储。 

  

例如,存储类似 {1,2,3,4,5} 这样的数据时,各元素依次排列,每个元素的前面和后边有且仅有一个元素与之相邻(除首元素和尾元素),因此可以使用线性表存储。  

线性表并不是一种具体的存储结构,它包含顺序存储结构和链式存储结构,是顺序表和链表的统称。

顺序表,简单地理解,就是常用的数组,只是换了个名字而已,例如使用顺序表存储 {1,3,5,7,9},如下图所示:

  

注意:由于顺序表结构的底层实现借助的就是数组,因此对于初学者来说,可以把顺序表完全等价为数组,但实则不是这样。数据结构是研究数据存储方式的一门学科,它囊括的都是各种存储结构,而数组只是各种编程语言中的基本数据类型,并不属于数据结构的范畴。 

链表存储数据时,是随用随申请,因此数据的存储位置是相互分离的,换句话说,数据的存储位置是随机的。

链表给各数据块增设一个指针来给数据块建立“依次排列”的关系 ,每个数据块的指针都指向下一个数据块(最后一个数据块的指针指向 NULL),看似毫无关系的数据块就建立了“依次排列”的关系,也就形成了链表,如下图所示:

 

栈和队列隶属于线性表,是特殊的线性表,因为它们对线性表中元素的进出做了明确的要求。 

栈中的元素只能从线性表的一端进出(另一端封死),且要遵循“先入后出”的原则,即先进栈的元素后出栈。

像一个木桶,栈中含有 3 个元素,分别是 A、B 和 C,从在栈中的状态可以看出 A 最先进的栈,然后 B 进栈,最后 C 进栈。根据“先进后出”的原则,3 个元素出栈的顺序应该是:C 最先出栈,然后 B 出栈,最后才是 A 出栈。  

2. 树结构,包括普通树,二叉树,线索二叉树等;
树存储结构适合存储具有“一对多”关系的数据 。如下图:

  
根节点是唯一的,不可能存在多个根节点。数据结构中的树只有一个根节点。  

3. 图存储结构;

图存储结构适合存储具有“多对多”关系的数据。如下图:

  

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