數據結構是什么(什么是數據結構)

前言

數據結構,簡單說,就是研究數據的存儲方式。數據在計算機存儲空間的存放,決不是胡亂的,研究一種好的方式來存儲數據,這也是數據結構的核心內容。

數據結構

數據結構大致包含以下幾種存儲結構:

1. 線性表,還可細分為順序表、鏈表、棧和隊列;

線性表結構存儲的數據往往是可以依次排列的,就像一群人手拉手,每人的前面和后面都僅有一人和他拉手,具備這種“一對一”關系的數據就可以使用線性表來存儲。

例如,存儲類似 {1,2,3,4,5} 這樣的數據時,各元素依次排列,每個元素的前面和后邊有且僅有一個元素與之相鄰(除首元素和尾元素),因此可以使用線性表存儲。

線性表并不是一種具體的存儲結構,它包含順序存儲結構和鏈式存儲結構,是順序表和鏈表的統稱。

順序表,簡單地理解,就是常用的數組,只是換了個名字而已,例如使用順序表存儲 {1,3,5,7,9},如下圖所示:

注意:由于順序表結構的底層實現借助的就是數組,因此對于初學者來說,可以把順序表完全等價為數組,但實則不是這樣。數據結構是研究數據存儲方式的一門學科,它囊括的都是各種存儲結構,而數組只是各種編程語言中的基本數據類型,并不屬于數據結構的范疇。

鏈表存儲數據時,是隨用隨申請,因此數據的存儲位置是相互分離的,換句話說,數據的存儲位置是隨機的。

鏈表給各數據塊增設一個指針來給數據塊建立“依次排列”的關系,每個數據塊的指針都指向下一個數據塊(最后一個數據塊的指針指向 NULL),看似毫無關系的數據塊就建立了“依次排列”的關系,也就形成了鏈表,如下圖所示:

棧和隊列隸屬于線性表,是特殊的線性表,因為它們對線性表中元素的進出做了明確的要求。

棧中的元素只能從線性表的一端進出(另一端封死),且要遵循“先入后出”的原則,即先進棧的元素后出棧。

像一個木桶,棧中含有 3 個元素,分別是 A、B 和 C,從在棧中的狀態可以看出 A 最先進的棧,然后 B 進棧,最后 C 進棧。根據“先進后出”的原則,3 個元素出棧的順序應該是:C 最先出棧,然后 B 出棧,最后才是 A 出棧。

2. 樹結構,包括普通樹,二叉樹,線索二叉樹等;
樹存儲結構適合存儲具有“一對多”關系的數據 。如下圖:

根節點是唯一的,不可能存在多個根節點。數據結構中的樹只有一個根節點。

3. 圖存儲結構;

圖存儲結構適合存儲具有“多對多”關系的數據。如下圖:

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