幾種常見的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

1、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在實際應(yīng)用中非常常見，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)的存儲方式。我們知道，數(shù)據(jù)存儲只有一個目的，即為了方便后期對數(shù)據(jù)的再利用，就如同我們使用數(shù)組存儲1,2,3,4,5是為了后期取得它們的加和值，無緣由的數(shù)據(jù)存儲行為是對存儲空間的不負責(zé)任。因此，數(shù)據(jù)在計算機存儲空間的存放，決不是胡亂的，這就要求我們選擇一種好的方式來存儲數(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)存儲一直以來大家面對的數(shù)據(jù)存儲，都是類似存儲1、2、a,b,c、這樣的問題，解決方式無疑是用變量或者數(shù)組對數(shù)據(jù)進行存儲，即：inta=

2、1;intb=2;charstr3=a,b,c;char*data二zuomuuuuuuuu;但是，如果要存儲這樣一組數(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于存儲之間具有復(fù)雜關(guān)系的數(shù)據(jù)，如果還是用變量或數(shù)組來存儲（比如用數(shù)組存儲“張亮”，張平,“張華”,張群，張晶，張磊），數(shù)據(jù)存儲是沒有問題，但是無法體現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的邏輯關(guān)系，后期根本無法使用，顯然不明智。針對此類數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中提供有專門的樹結(jié)構(gòu)來存儲這類數(shù)據(jù)。再比如，導(dǎo)航無疑是出游旅行的必備神器，在我們程

3、序員眼中，無論是哪款導(dǎo)航軟件，其導(dǎo)航功能的實現(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)組進行存儲的，那樣對于數(shù)據(jù)的使用簡直是個悲劇。針對此類數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)提供了圖存儲結(jié)構(gòu)，專門用于存儲這業(yè)匚類數(shù)據(jù)。二、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲分類大致包含以下幾種存儲結(jié)構(gòu)：線性表，還可細分為順序表、鏈表、棧和隊列；樹結(jié)構(gòu)，包括普通樹，二叉樹，線索二叉樹等；圖存儲結(jié)構(gòu)；三、線性表線性表結(jié)構(gòu)存儲的數(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小朋友和他拉手，具備這種“一對一”關(guān)系的數(shù)據(jù)就可以使用線性表來存儲。例如，存儲類似1,3,5,7,9這樣的數(shù)據(jù)時，各元素依次排列，每個元素的

4、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(jié)構(gòu)，它包含順序存儲結(jié)構(gòu)和鏈式存儲結(jié)構(gòu)，是順序表和鏈表的統(tǒng)稱。順序表順序表，簡單地理解，就是常用的數(shù)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)的底層實現(xiàn)借助的就是數(shù)組，因此對于初學(xué)者來說，可以把順序表完全等價為數(shù)組，但實則不是這樣。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是研究數(shù)據(jù)存儲方式的一門學(xué)科，它囊括的都是各種存儲結(jié)構(gòu)，而數(shù)組只是各種編程語言中的基本數(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（底層實現(xiàn)靠數(shù)組）時，需要提前申請一定大小的存儲

5、空間，這塊存儲空間的物理地址是連續(xù)的，如圖1所示。鏈表則完全不同，使用鏈表存儲數(shù)據(jù)時，是隨用隨申請，因此數(shù)據(jù)的存儲位置是相互分離的，換句話說，數(shù)據(jù)的存儲位置是隨機的。為了給各個數(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)一個指針，每個數(shù)據(jù)塊的指針都指向下一個數(shù)據(jù)塊（最后一個數(shù)據(jù)塊的指針指向NULL），就如同一個個小學(xué)生都伸手去拉住下一個小學(xué)生的手，這樣，看似毫無關(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.棧和隊列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

6、則，即先進棧的元素后出棧。棧頂*棧結(jié)構(gòu)如上圖所示，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(tài)可以看出A最先進的棧，然后B進棧，最后C進棧。根據(jù)“先進后出”的原則，3個元素出棧的順序應(yīng)該是：C最先出棧，然后B出棧，最后才是A出棧。隊列中的元素只能從線性表的一端進，從另一端出，且要遵循“先入先出”的特點，即先進隊列的元素也要先出隊列。隊列結(jié)構(gòu)如上圖所示，隊列中有3個元素，分別是A、B和C，從在隊列中的狀態(tài)可以看出是A先進隊列，然后B進，最后C進。根據(jù)“先進先出”的原則，3個元素出隊列的順序應(yīng)該是A最先出隊列，然后B出，最后C出。四、樹存儲結(jié)構(gòu)樹存儲結(jié)構(gòu)適合存儲具有“一對多”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，其中張平只有一個父親，但他卻有兩（多）個孩子，這就是“一對多”的關(guān)系，滿足這種關(guān)系的數(shù)據(jù)可以使用樹存儲結(jié)構(gòu)。五、圖