数据结构笔记

数据结构

集合结构

各个元素属于同一个集合,元素之间平等

线性结构

数据元素之间是一对一的关系,数组就是这种结构

  • 线性表的顺序表示:用一组连续的储存单位构成的
  • 链式表示:用一组任意的存储单位来存放数据
    1. 需要存储一个知道后继元素的指针
    2. 数据域-存放自身数据
链表分为,单向列表和双向列表
  • 单向链表:头指针指向头结点,其他元素指针指向下个结点,尾结点指针为NULL
  • 双向链表:头指针指向头结点,其他元素包含两个方位的指针,尾结点指针为NULLL
  • 循环表:尾指针指向头结点,单向和双向链表都能做循环链表
    ==总结:双向链表查询更快,但是维护起来,增删没有单向链表快,因为有两个指针需要维护==

树形结构

元素之间存在一对多的层次关系

图形结构

数据元素多对多

java中的基本数据类型

  • int
  • double
  • long
  • float
  • short
  • byte
  • character
  • boolean

数据的物理结构(储存结构)

有序:在储存器中占用的是一片连续的储存空间

  • 索引存储
  • 散列存储

链表:地址不连续,随意储存

栈应用(先进后出)

  • 顺序栈:计算机中连续的储存单元构成的栈
  • 栈链:由本身内容和后继指针组成,无栈满问题,空间可扩充,删除插入都在栈顶执行

==判断栈是否为空==

st.top==-1

栈和队列的应用

1数制转换

将十进制数N转换为r进制的数,N=3467,r=8为例

N | N/8(整除) | N%8(整除) | |
---|---|---|---|----
3467 | 433 | 3 | 低
433 | 54 | 1 |
54 | 6 | 6 |
6 | 0 | 6 | 高

所以3467(十进制)=6613(八进制)
转换进制数按从低位到高位,输出通常是高位到地位,因此可以用栈来实现
算法思想:
当N>0是将N%r压入栈中,当N的0时将栈内容依次释放

2栈实现括号匹配

Satck<> s = new SequenceSatck();

实现思想:

  1. 左括号进栈
  2. 右括号检查栈是否为空,不为空取得栈首元素比较,匹配成功,释放栈首元素,继续循环数组中的数据并执行switch比较

表达式求值(难)


队列应用

Queue<> s = new SequenceQueue()

模拟排队任务处理
队列批量任务处理



串、矩阵和广义表

串的顺序存储与实现

串的顺序存储结构用数组来存储串中的字符序列

  • 字符串的连接与扩容:
    1. 首先比较存入串的长度与当前串的长度对比,可以容纳则直接存储
    2. 无法存储,则将当前串长度加长,赋值一个新的字符数组,数组长度为当前串长度+新增串长度
    3. 恢复当前串的内容,并将新串的内容加入当前串尾部

矩阵(java中多维数组)

广义表

广义表是一种多层次的数据结构。广义表的元素可以是单元素,也可以是子表,而子表的元素还可以是子表


树和二叉树

树(Tree)是若干个结点组成的有限集合,其中必须有一个结点是根结点,其余结点划分为若干个互不相交的集合,每一个集合还是一棵树,但被称为根的子树。注意,当树的结点个数为0时,我们称这棵树为空树
==特点:==

  1. 一个节点最多只能有一个父节点
  2. 一个节点除了子节点和父节点不能有其他兄弟节点

顺序存储和链式存储

  • 空间角度

就是开辟一段连续的空间,用来存顺序表,这一段空间所有的位置都用来存储我们需要的数据信息,没有空间的浪费。所以利用率达到了100%【也就是存储密度是1】。然而链式结构中的节点不仅存储了数据,还保存了指针,然而指针并没有存储我们用到的数据,所以说,链式存储的存储密度是小于1的

  • 时间性能角度
  1. 读取:顺序存储只要通过指针直接读取就可以,链式存储却要通过next的指针获取下个元素,一次次访问
  2. 插入和删除:顺序存储要在操作后改变后面元素的角标维护等,而链式存储只需要改变next指针即可
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