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什么是数据结构

窗外路过了谁 2022-01-30 阅读 112

文章目录


前言

数据存储方式有哪几种呢?本节将对数据结构的学习内容做一个简要的总结。
数据结构大致包含以下几种存储结构:

  • 线性表,还可以细分为顺序表、链表、栈和队列
  • 树结构,包括普通树、二叉树、线索二叉树等
  • 图存储结构

一、线性表

线性表结构存储的数据往往是可以依次排列的,就像小朋友手拉手,每个学生的前面和后买你仅有一个小朋友和他拉手,具备这种“一对一”关系的数据就可以使用线性表来存储

在这里插入图片描述
例如,存储类似{1,3,4}这样的数据时,各元素依次排列,每个元素的前面和后面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。

1.顺序表

顺序表,简单的理解,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.,4}如下图所示
在这里插入图片描述

由于顺序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

2.链表

我们知道,使用顺序表(底层实现靠数组)时,需要提前申请一点过的存储空间,这种存储空间的物理地址是连续的,如图一所示
链表则完全不同,使用链表存储数据时,时随用随申请,因此数据存储的位置时相互分离的,换句话说,数据的存储位置时随机的
为了给各个数据块建立”依次排列“的关系,链表给各数组块增设一个指针,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)就如同一个个小学生都伸手拉住下一个小学生的手,这样,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,如图2所示
在这里插入图片描述

3.栈和队列

栈和队列隶属于线性表,是特殊的线性表,因为他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
在这里插入图片描述
栈结构如图3所示,像一个木桶,栈中含有三个原色,分别是A,B,C,从栈中的状态可以看出A是最先进的栈,然后B进栈,最后C才出栈。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

队列中的元素只能从线性表的一端进,另一端出,且要遵循“先入先出”的特点,即先进队列的元素也要先出队列。
在这里插入图片描述
队列结构如图4所示,队列中有三个元素,分别是A,B,C,从队列中的状态可以看出是A先进队列,然后B进,最后C进。根据“先进先先出”的原则,3个元素出队列的顺序应该是A最先出队列,然后B出,最后C出

二、数存储结构

树存储结构适合存储具有“一对多”关系的数据
在这里插入图片描述
如图5所示,其中张平只有一个父亲,但他却有两(多个)孩子,这就是“一对多”的关系,满足这种关系的数据可以使用树存储结构

三、图存储结构

图存储结构适合存储具有“多对多”关系的数据

在这里插入图片描述
如图6所示,从V1可以到达v2,v3,v4,同样,从V2,V3,V4也可以达到v1,这就是“多对多”的关系,满足这种关系的数据可以使用图存储结构

总结

数据结构按照关系可以分为三种,分别具有不同的存储方法和不同的用法

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