数据结构 —— 数组、栈、队列、链表
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2018.7.3 小赖 文档初始化
数据结构是什么?
数据结构是在计算机为了组织数据的特定方式,目的是为了高效地使用数据。
数据结构提供不同的方式来存储数据,以便快速、动态地搜索、插入、移除、更新数据。列举一些常用的数据结构:
- 数组 (Array)
- 栈(Stacks)
- 队列(Queues)
- 链表(Linked Lists)
- 集合(Sets)
- 树(Trees)
- 图(Graphs)
- 哈希表(Hash Tables)
数据结构
数据结构是指相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合。
- 集合:数据结构中的元素之间除了“同属一个集合” 的相互关系外,别无其他关系;
- 线性结构:数据结构中的元素存在一对一的相互关系;
- 树形结构:数据结构中的元素存在一对多的相互关系;
- 图形结构:数据结构中的元素存在多对多的相互关系。
概念介绍
数组
- 概念:数组是在内存中开辟一段连续的空间,并在此空间存放元素。
- 理解:就像是一层学生公寓,有20个房间,从01到50每个房间都有固定编号,通过编号就可以快速找到住房子的人。
- 特点:元素类型是固定的、长度是固定的、通过角标查询,查询快,增删慢。
- 时间复杂度:O(1)
- 空间复杂度:
图片示例:
图片解释:0,1... 代表的是角标。
栈
- 概念:栈是一种先入后出的线性结构,每次加入新的元素和拿走元素都在顶部操作。
- 理解:就像羽毛球盒,只有一个口,有顺序地进出,并且只能一端进与出,称为LIFO,先进后出或者后进先出,顾名思义就是先进去的就后出来,先进去的球会被后来的球不断的挤压,此举称之为压栈。
- 特点:1.遵循 后进先出(LIFO )规则;2.有用于管理栈内内容的 push(add) 和 pop(remove) 方法;3.有一个 top 属性用于跟踪栈的大小以及当前栈顶位置。
- 时间复杂度:O(n)
- 空间复杂度:
图片示例:
链表
- 概念: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。链表由一系列结点(链表中每一个元素称为结点)组成,结点可以在运行时动态生成。
- 类型:单链表,双链表,有序链表
- 理解:有一条街,小明住在街中一角,他有小红的地址,然后小红也是住在这条街,她有小花的地址,同样小花也有别人的地址。某天我想找小红玩,但是我不知道她住哪里,我可以问小明,就知道小红住在哪里了。那么小明小红小花这些人之间的关系就组成一个链表。
- 特点:1.链表存储的数据在地址空间上可连续,可不连续;2.链表中的每一个节点都包括数据和指向下一个地址的指针;3.方便数据的增删。
- 时间复杂度:O(n)
示例图片:
单链表:就是小明只是右手握着小红的地址,他只有小红一个人的地址
双链表:就是小明左手握着小白的地址,右手握着小红的地址,他有两个人的地址
循环链表:就是小明握有小红的地址,小红握有小花的地址,而小花又握有小明的地址,这样就形成了一个循环
有序链表:以某个标准,给链表的元素排序,比如比较内容大小、比较哈希值等
队列
概念:队列是一种先入先出的逻辑结构,对元素的操作分别在对头和队尾,元素的插入在对尾,元素的删除在对头
理解:就像是一条水管,有两端,有顺序地进出,并且只能一端进另一端出,称为FIFO,先进先出,顾名思义就是先进去的就先出来,如果你要删除,只能从出口端,一个一个的顺序删除,同理,要增加,也只能通过入口端顺序地添加进去。
特点:先进先出。
示例图片
未完待续。