数据结构与算法
几种常见的数据结构
线性表(数组和链表)、栈、队列和树(二叉树)
一.线性表
1.数组
数组是一种大小固定的数据结构,对线性表的所有操作都可以通过数组来实现
2.链表
链表是一种物理存储单元上非连续、非顺序的存储结构,数据元素的逻辑顺序是通过链表中的指针链接次序实现的。链表由一系列节点组成,这些节点不必在内存中相连。每个节点由数据部分Data和链部分Next,Next指向下一个节点,这样当添加或者删除时,只需要改变相关节点的Next的指向,效率很高.
链表的实现还有其它的方式,常见的有循环单链表,双向链表,循环双向链表
二、栈与队列
栈和队列也是比较常见的数据结构,它们是比较特殊的线性表,因为对于栈来说,访问、插入和删除元素只能在栈顶进行,对于队列来说,元素只能从队列尾插入,从队列头访问和删除。
1.栈 先进后出
栈是限制插入和删除只能在一个位置上进行的表,该位置是表的末端,叫作栈顶,对栈的基本操作有push(进栈)和pop(出栈),前者相当于插入,后者相当于删除最后一个元素。栈有时又叫作LIFO(Last In First Out)表,即后进先出。
2.队列 先进先出
队列是一种特殊的线性表,特殊之处在于它只允许在表的前端(front)进行删除操作,而在表的后端(rear)进行插入操作,和栈一样,队列是一种操作受限制的线性表。进行插入操作的端称为队尾,进行删除操作的端称为队头。
三、树与二叉树
1.树的基本概念
树是由n(n>=1)个有限节点组成一个具有层次关系的集合。它具有以下特点:每个节点有零个或多个子节点;没有父节点的节点称为根节点;每一个非根节点有且只有一个父节点 **;除了根节点外,每个子节点可以分为多个不相交的子树.
2. 二叉树
(1) 定义
二叉树是每个节点最多有两棵子树的树结构。通常子树被称作“左子树”和“右子树”。二叉树常被用于实现二叉查找树和二叉堆。
(2) 相关性质
二叉树的每个结点至多只有2棵子树(不存在度大于2的结点),二叉树的子树有左右之分,次序不能颠倒。
二叉树的第i层至多有2(i-1)个结点;深度为k的二叉树至多有2k-1个结点。
一棵深度为k,且有2^k-1个节点的二叉树称之为** 满二叉树 **;
深度为k,有n个节点的二叉树,当且仅当其每一个节点都与深度为k的满二叉树中,序号为1至n的节点对应时,称之为** 完全二叉树 **。
(3) 三种遍历方法
二叉树主要是由3个基本单元组成,根节点、左子树和右子树。如果限定先左后右,那么根据这三个部分遍历的顺序不同,可以分为先序遍历、中序遍历和后续遍历三种。
(1)先序遍历若二叉树为空,则空操作,否则先访问根节点,再先序遍历左子树,最后先序遍历右子树。
(2)中序遍历若二叉树为空,则空操作,否则先中序遍历左子树,再访问根节点,最后中序遍历右子树。
(3)后序遍历若二叉树为空,则空操作,否则先后序遍历左子树访问根节点,再后序遍历右子树,最后访问根节点
四、图
图是一种较线性表和树更为复杂的数据结构,在线性表中,数据元素之间仅有线性关系,在树形结构中,数据元素之间有着明显的层次关系,而在图形结构中,节点之间的关系可以是任意的,图中任意两个数据元素之间都可能相关。图的应用相当广泛,特别是近年来的迅速发展,已经渗入到诸如语言学、逻辑学、物理、化学、电讯工程、计算机科学以及数学的其他分支中。
参考作者:尘语凡心