幾種常見(jiàn)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

1、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在實(shí)際應(yīng)用中非常常見(jiàn)，現(xiàn)在各種算法基本都牽涉到數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，因此，掌握數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)算是軟件工程師的必備技能。一、什么是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，直白地理解，就是研究數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)方式。我們知道，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)只有一個(gè)目的，即為了方便后期對(duì)數(shù)據(jù)的再利用，就如同我們使用數(shù)組存儲(chǔ)1,2,3,4,5是為了后期取得它們的加和值，無(wú)緣由的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)行為是對(duì)存儲(chǔ)空間的不負(fù)責(zé)任。因此，數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)空間的存放，決不是胡亂的，這就要求我們選擇一種好的方式來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，而這也是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的核心內(nèi)容。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)一直以來(lái)大家面對(duì)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，都是類似存儲(chǔ)1、2、a,b,c、這樣的問(wèn)題，解決方式無(wú)疑是用變量或者數(shù)組對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，即：inta=

2、1;intb=2;charstr3=a,b,c;char*data二zuomuuuuuuuu;但是，如果要存儲(chǔ)這樣一組數(shù)據(jù)：張亮，張平，張華，張群，張晶，張磊，數(shù)據(jù)之間具有這樣的關(guān)系：張亮是張平、張華和張群的父親，同時(shí)張平還是張晶和張磊的父親，數(shù)據(jù)之間的關(guān)系如圖1所示：張亮張群張華張晶張磊張平對(duì)于存儲(chǔ)之間具有復(fù)雜關(guān)系的數(shù)據(jù)，如果還是用變量或數(shù)組來(lái)存儲(chǔ)（比如用數(shù)組存儲(chǔ)“張亮”，張平,“張華”,張群，張晶，張磊），數(shù)據(jù)存儲(chǔ)是沒(méi)有問(wèn)題，但是無(wú)法體現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的邏輯關(guān)系，后期根本無(wú)法使用，顯然不明智。針對(duì)此類數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中提供有專門(mén)的樹(shù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)這類數(shù)據(jù)。再比如，導(dǎo)航無(wú)疑是出游旅行的必備神器，在我們程

3、序員眼中，無(wú)論是哪款導(dǎo)航軟件，其導(dǎo)航功能的實(shí)現(xiàn)都需要大量地圖數(shù)據(jù)的支持。很明顯，這些數(shù)據(jù)絕不是使用變量或數(shù)組進(jìn)行存儲(chǔ)的，那樣對(duì)于數(shù)據(jù)的使用簡(jiǎn)直是個(gè)悲劇。針對(duì)此類數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)提供了圖存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，專門(mén)用于存儲(chǔ)這業(yè)匚類數(shù)據(jù)。二、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)分類大致包含以下幾種存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)：線性表，還可細(xì)分為順序表、鏈表、棧和隊(duì)列；樹(shù)結(jié)構(gòu)，包括普通樹(shù)，二叉樹(shù)，線索二叉樹(shù)等；圖存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)；三、線性表線性表結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)往往是可以依次排列的，就像小朋友手拉手，每位學(xué)生的前面和后面都僅有一個(gè)小朋友和他拉手，具備這種“一對(duì)一”關(guān)系的數(shù)據(jù)就可以使用線性表來(lái)存儲(chǔ)。例如，存儲(chǔ)類似1,3,5,7,9這樣的數(shù)據(jù)時(shí)，各元素依次排列，每個(gè)元素的

4、前面和后邊有且僅有一個(gè)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(chǔ)。線性表并不是一種具體的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，它包含順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)，是順序表和鏈表的統(tǒng)稱。順序表順序表，簡(jiǎn)單地理解，就是常用的數(shù)組，只是換了個(gè)名字而已，例如使用順序表存儲(chǔ)1,3,5,7,9，如圖所示：物理地址逐漸變大V由于順序表結(jié)構(gòu)的底層實(shí)現(xiàn)借助的就是數(shù)組，因此對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)，可以把順序表完全等價(jià)為數(shù)組，但實(shí)則不是這樣。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是研究數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式的一門(mén)學(xué)科，它囊括的都是各種存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，而數(shù)組只是各種編程語(yǔ)言中的基本數(shù)據(jù)類型，并不屬于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的范疇。鏈表我們知道，使用順序表（底層實(shí)現(xiàn)靠數(shù)組）時(shí)，需要提前申請(qǐng)一定大小的存儲(chǔ)

5、空間，這塊存儲(chǔ)空間的物理地址是連續(xù)的，如圖1所示。鏈表則完全不同，使用鏈表存儲(chǔ)數(shù)據(jù)時(shí)，是隨用隨申請(qǐng)，因此數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)位置是相互分離的，換句話說(shuō)，數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)位置是隨機(jī)的。為了給各個(gè)數(shù)據(jù)塊建立“依次排列”的關(guān)系，鏈表給各數(shù)據(jù)塊增設(shè)一個(gè)指針，每個(gè)數(shù)據(jù)塊的指針都指向下一個(gè)數(shù)據(jù)塊（最后一個(gè)數(shù)據(jù)塊的指針指向NULL），就如同一個(gè)個(gè)小學(xué)生都伸手去拉住下一個(gè)小學(xué)生的手，這樣，看似毫無(wú)關(guān)系的數(shù)據(jù)塊就建立了“依次排列”的關(guān)系，也就形成了鏈表，如圖所示：3.棧和隊(duì)列棧和隊(duì)列隸屬于線性表，是特殊的線性表，因?yàn)樗鼈儗?duì)線性表中元素的進(jìn)出做了明確的要求。棧中的元素只能從線性表的一端進(jìn)出（另一端封死），且要遵循“先入后出”的原

6、則，即先進(jìn)棧的元素后出棧。棧頂*棧結(jié)構(gòu)如上圖所示，像一個(gè)木桶，棧中含有3個(gè)元素，分別是A、B和C,從在棧中的狀態(tài)可以看出A最先進(jìn)的棧，然后B進(jìn)棧，最后C進(jìn)棧。根據(jù)“先進(jìn)后出”的原則，3個(gè)元素出棧的順序應(yīng)該是：C最先出棧，然后B出棧，最后才是A出棧。隊(duì)列中的元素只能從線性表的一端進(jìn)，從另一端出，且要遵循“先入先出”的特點(diǎn)，即先進(jìn)隊(duì)列的元素也要先出隊(duì)列。隊(duì)列結(jié)構(gòu)如上圖所示，隊(duì)列中有3個(gè)元素，分別是A、B和C，從在隊(duì)列中的狀態(tài)可以看出是A先進(jìn)隊(duì)列，然后B進(jìn)，最后C進(jìn)。根據(jù)“先進(jìn)先出”的原則，3個(gè)元素出隊(duì)列的順序應(yīng)該是A最先出隊(duì)列，然后B出，最后C出。四、樹(shù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)樹(shù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)適合存儲(chǔ)具有“一對(duì)多”關(guān)系的數(shù)據(jù)。張兄張平張華張群張磊張晶如上圖所示，其中張平只有一個(gè)父親，但他卻有兩（多）個(gè)孩子，這就是“一對(duì)多”的關(guān)系，滿足這種關(guān)系的數(shù)據(jù)可以使用樹(shù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。五、圖