数据结构复习

复习提纲:

栈算是一种特殊的线性表,有后进先出的特性,只需要在一端进行入栈(插入数据)或者出栈(删除数据)的操作。要实现的话从数组和链表两方面来考虑。

数组实现

一般选择数组下标最小的作为栈底,设置一个top表示当前栈顶的位置,如果插入一个元素,先判断栈还有没有容量,有的话就把top++,然后元素放到当前top上。如果删除元素就让一个值等于当前元素,然后top--。
初始化的时候,要把top设置为-1,表示栈空,如果top等于数组的容量capacity - 1,就代表栈满了。

链表实现

每次插入一个节点,就把该节点的next指针指向当前栈顶的元素。而删除节点的时候,就让top指针指向栈顶元素的next指针,然后栈顶元素的next就可以设置为null。可以说是没有头结点的单链表。

队列

队列是先进先出的特性,从一端增加数据(入队),从另一端删除数据(出队)。删除这端叫做队头,增加这个是队尾。

顺序队列

一个front队头指针,一个rear队尾指针,初始化的时候两个都指向位置0,如果插入数据的话,就放到队尾指针的元素,然后rear++。如果删除就取出队头的元素,然后front++。这样子就会造成一个问题,因为出队后front++,而capacity不会变,那么这个队列的容量就会一直变小,所以循环队列出现了。

循环队列

如果是一个圈的话,就不会出现有空间浪费的情况。初始化两个指针都是0,如果队列满了,这两个指针的位置就会相等,就无法判断队列是空还是满,所以在最后设置一个元素空间,这个空间不会用来放任何元素,如果(rear + 1) & QueueSize == front的话就表示队列满了。出队和入队的时候,front或者rear + 1后都要对QueueSize取模。

链式存储

入队的话,rear的next指向入队元素,然后rear指针指向入队元素。出队的话,先取出元素的值,然后队头指针指向该元素的next,如果这个时候队尾也指向该元素,那么队尾指针等于队头指针,表示队列为空,然后把该元素的next变为null。

二叉树

  • 二叉树第i层的节点数最多为2的i-1次方
  • 非空二叉树叶子节点数等于度为2的节点数+1,即n0 = n2 + 1;
    前序遍历:根节点->左子树->右子树
    中序遍历:左子树->根节点->右子树
    后序遍历:左子树->右子树->根节点

如果二叉树中除去最后一层节点为满二叉树,且最后一层的结点依次从左到右分布,则此二叉树被称为完全二叉树。
完全二叉树的性质有 n 个结点的完全二叉树的深度为 ⌊log2n⌋+1。即log2n向下取整然后+1。

二叉排序树一般用于查找,性质有左子树所有节点的值小于根节点,右子树所有节点的值大于根节点。

平衡二叉树的定义:根节点的左右子树高度之差不能超过1,在构建的时候如果某颗子树不是平衡的,就对于一整个子树进行调整,变成平衡二叉树,然后在放回原来子树的位置。
已知平衡二叉树的深度为k,那么平衡二叉树最少节点数为N(k)=F(k + 2) - 1,即斐波那契数列对应k+2的值-1,最大节点数就是满二叉树了,那么就是2的n次方 - 1

二叉树存储结构

可以用数组顺序存储,一个根节点有值val,左孩子,右孩子三个属性。遇到数组存放null值就把所有设置为空。如果是链表来构建的话,每个节点都有值和两个指针,指针分别指向左孩子右孩子的值。

计算hash值

  • 直接定址法:定一个公式f(key)= a * key + b;直接通过计算来得知该存放的位置
  • 除留余数法:对key取模,得出存放的位置f(key) = key mod p,一般p选接近于表长的最小质数

处理hash冲突方法

  • 开放地址法:一旦遇到冲突我就寻找下一个空的散列地址,然后存进去。
  • 链地址法:如果遇到冲突,把这个位置变成一个单链表,就是java中的hashmap在jdk1.7之前的解决方法。
  • 再散列函数法:准备多个散列函数,如果这个发生冲突,就换下一个函数进行计算。
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