【数据结构】---- 八大数据结构_那种数据结构没有固定大小-优快云博客

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数据结构

一、数据结构的类型简介
二、资料参考

一、数据结构的类型简介

数据结构是计算机存储、组织数据的方式。

1. 数组

数组是可以再内存中连续存储多个元素的结构，在内存中的分配也是连续的，数组中的元素通过数组下标进行访问。
数组可以进行方便的查找，但是删除和增加相对来说复杂。数组一旦固定之后，就确定了，无法改变大小。
使用场景： 频繁查询，对存储空间要求不大，很少增加和删除的情况。

2. 队列

与数组不同的是，队列没有长度限制。但是队列只能在两端对数据进行操作。并且符合FIFT（first in first out）原则。
队列是一种线性表（所谓线性表就是除了首尾两个位置元素之外，其余中间的元素都是首尾相连的）
使用场景： 在多线程阻塞队列管理中非常适用

3. 栈

在这里插入图片描述

栈也是一种线性表结构，但是与队列不同的是，栈只能先进后出（LIFT）
使用场景： 栈常应用于实现递归功能方面的场景，例如斐波那契数列。
python实现：

class Asstack(object):
    def __init__(self, size):
        self.size = size
        self.lst = []
        self.top = 0

    def push(self,item):
        if self.top >= self.size:
            raise ValueError('stack is ful')
        self.top += 1    # 因为list中insert是插入在TOP指针之前的位置，所以这里先做了+1
        self.lst.insert(self.top, item)
        return self.lst

    def pop(self):
        if self.top == 0:
            raise ValueError('stcak is empty')
        self.lst.pop()       # lst.pop的返回值是删除的元素，可以选择接收
        self.top -= 1
        return self.lst

4. 链表

链表是物理存储单元上非连续的、非顺序的存储结构。数据元素的逻辑顺序是通过链表的指针地址实现，每个元素包含两个结点，一个是存储元素的数据域 (内存空间)，另一个是指向下一个结点地址的指针域。根据指针的指向，链表能形成不同的结构，例如单链表，双向链表，循环链表等。

需要注意的是，链表尾的指针需要指向NULL，将意味遍历结束。
链表的优点是只要改变指针域就能轻松实现插入和删除操作。
缺点是要查找某个元素可能需要对链表遍历一次。

双链表就是结构体内部存在两个结构体指针，循环链表就是指某一指针指向头指针多指向数据域。双向循环链表如下所示：

5. 散列表

hash函数就是根据key计算出应该存储地址的位置，而散列表，又称为哈希表是基于哈希函数建立的一种查找表。
散列表是数组和链表的结合，因此兼具两者的特点。
在这里插入图片描述

6. 树

树是一种数据结构，它是由n（n>=1）个有限节点组成一个具有层次关系的集合。把它叫做 “树” 是因为它看起来像一棵倒挂的树，也就是说它是根朝上，而叶朝下的。它具有以下的特点：

每个节点有零个或多个子节点；
没有父节点的节点称为根节点；
每一个非根节点有且只有一个父节点；
除了根节点外，每个子节点可以分为多个不相交的子树；
在日常的应用中，我们讨论和用的更多的是树的其中一种结构，就是二叉树。

二叉树是一种比较有用的折中方案，它添加，删除元素都很快，并且在查找方面也有很多的算法优化，所以，二叉树既有链表的好处，也有数组的好处，是两者的优化方案，在处理大批量的动态数据方面非常有用。

扩展：
二叉树有很多扩展的数据结构，包括平衡二叉树、红黑树、B+树等，这些数据结构二叉树的基础上衍生了很多的功能，在实际应用中广泛用到，例如mysql的数据库索引结构用的就是B+树，还有HashMap的底层源码中用到了红黑树。

7. 堆

堆是一种比较特殊的数据结构，从形状上看就是一颗完全二叉树，具有以下的性质：

堆中某个节点的值总是不大于或不小于其父节点的值；
堆总是一棵完全二叉树。
可分为大顶堆和小顶堆，大顶堆是指父节点永远比子节点大，反之则为小顶堆。
常见的堆有二叉堆，斐波那契堆等

8. 图

由一系列节点和边连接组成。可以分为有向图，无向图，常见的表示方式有邻接矩阵和邻接链表。
在这里插入图片描述
度，权，连通图的概念
度是指从顶点引出的边的数量，如果在有向图中，度可以分为入度和出度。权是指每条边可以占有一定的权重，一个无向图中每个顶点从所有其他顶点都是可达的，则称该图是连通的；如果一个有向图中任意两个顶点互相可达，则该有向图是强连通的。