数据结构基础

数据结构整理篇。

概念：

数据结构是一门研究非数值计算的程序设计问题中的操作对象，以及他们之间的关系个操作等相关问题的学科。

程序设计 = 数据结构 + 算法

数据：是描述客观事物的符号，是计算机中可以操作的对象，是能被计算机识别，并输入给计算机处理的符号集合。

数据元素：是组成数据的、有一定意义的基本单位，在计算机中通常作为整体处理，也被称为记录。

数据项：一个数据元素可以由若干个数据项组成。（数据项是数据不可分割的最小单位）

数据对象：是性质相同的数据元素的集合，是数据的子集。

数据结构：是相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合。

逻辑结构：是指数据对象中数据元素之间的相互关系。

      1.集合结构：集合结构中的数据元素除了同属于一个几个外，他们之间没有其他关系。
      2.线性结构：集合结构中的数据元素之间是一对一的关系。
      3.树形结构：集合结构中的数据元素之间存在一种一对多的层次关系。
      4.图形结构：集合结构中的数据元素是多对多的关系。

物理结构：是指数据的逻辑结构在计算机中的存储形式。

数据元素的存储结构形式有两种：顺序存储和链式存储。

1.顺序存储结构：是把数据元素存发在地址连接的存储单元里，其数据间的逻辑关系和物理关系是一致的。
2.链式存储结构：是把数据元素存放在任意的存储单元里，这组存储单元可以是连续的，也可以是不连续的。

数据类型：是指一组性质相同的值的集合及定义在此集合上的一些操作的总称。

抽象数据类型：是指一个数学模型及定义在该模型上的一组操作。

数据结构的特性：
数组：优点是插入快，如果知道下标，可以非常快地存取。 缺点是查找慢，删除慢，大小固定。
有序数组：优点是比无序的数据查找快。 缺点是删除和插入慢，大小固定。
栈：优点是提供后进先出方式的存取。缺点是存取其他项很慢。
队列：提供先进先出方式的存取。缺点是存取其他项很慢。
链表：优点是插入快，删除快。缺点是查找慢。
二叉树：优点是查找、插入、删除都快（如果树保持平衡）。缺点是删除算法复杂。
红－黑树：查找、插入、删除都快。树总是平衡的。缺点是算法复杂。
2-3-4树：优点是查找、插入、删除都快。树总是平衡的。类似的树对磁盘存储有用。缺点是算法复杂。
哈希表：优点是如果关键字已知则存取极快。插入快。缺点是删除慢，如果不知道关键字则存取很慢，对存储空间使用不充分。
堆：优点是插入、删除快，对最大数据项的存取很快。缺点是对其他数据项存取慢。
图：优点是对现实世界建模。缺点是有些算法且复杂。

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