39.常见数据结构：栈、队列、数组、链表

常见数据结构

数据结构概述

• 数据结构是计算机底层存储，组织数据的方式，是指数据相互之间是以什么方式排列在一起的
• 通常情况下，精心选择的数据结构可以带来更高的运行或者存储效率

栈

• 栈执行特点

  • 先进后出，后进先出

    类似一个器皿，顶部的拿出后才能拿下面的

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• 栈数据结构：一端开口，称之为栈顶；一端封闭，称之为栈底

• 数据进入栈模型的过程称之为：压栈 或 进栈

• 数据离开栈模型的过程称之为：弹栈 或 出栈

队列

• 队列执行特点

  • 先进先出，后进后出

    类似于排队，先进先出水

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• 队列数据结构：两端开口，上端称为后端，下端称为前端

• 数据从 后端 进入队列模型的过程称为：入队列

• 数据从 前端 离开队列模型的过程称为：出队列

数组

• 数组是内存中的一块连续区域；是一种根据索引查询快，增删慢的模型

• 特点

  • 查询速度快：查询数据通过地址值和索引定位，查询任意数据耗时相同（元素在内存中是连续存储的）

    只是根据索引查询快

  • 删除效率低：要将原始数据删除，同时后面每个数据前移

  • 添加效率极低：添加位置后的每个数据后移，再添加元素

链表

• 链表的特点

  • 链表中的元素是在内存中不连续存储的，每个元素节点包含数据值和下一个元素的地址

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• 链表查询慢，无论查询哪个数据都要从头开始找（且即便它拥有索引，仍然很慢，因为无法知道索引的位置，只知索引的编号）

• 链表增加、删除操作相对较快（对于数组而言）

  这里指代增删的那一刻比较快，因为只需要修改目标元素的前后元素的索引即可完成增删；
  但是，在增删之前需要先找到前后元素，这个查询操作非常慢

• 链表的种类

  • 单向链表：只支持从前往后找（单向链表拥有尾地址）
  • 双向链表：支持从前往后、从后往前查找（双向链表拥有头地址和尾地址）

• 小结：数组根据索引查询元素的速度很快；双向链表增删链表首位的元素速度很快

  双链表可以说是队列和栈的结合体，因为它也完成了二者的结构