数据结构概述

什么是数据结构？

数据结构，直白地理解，就是研究数据的存储方式。
计算机要处理现实世界的信息，首先要做的就是把现实世界的的信存储到计算机中，只有把现实世界的信息存储到计算中计算机才有办法处理这些数据，现实世界的信息不但有信息本身包含的数据而且数据之间还有关系。

常用的数据结构

由上可知，数据结构主要是研究现实世界的信息在计算机中的存储方式。常见的有以下几种：

• 线性表，还可细分为顺序表、链表、栈和队列；
• 树结构，包括普通树，二叉树，线索二叉树等；
• 图存储结构；

线性表

线性表结构存储的数据往往是可以依次排列的，就像小朋友手拉手，每位学生的前面和后面都仅有一个小朋友和他拉手，具备这种“一对一”关系的数据就可以使用线性表来存储。

例如，存储类似 {1,3,5,7,9} 这样的数据时，各元素依次排列，每个元素的前面和后边有且仅有一个元素与之相邻（除首元素和尾元素），因此可以使用线性表存储。

线性表并不是一种具体的存储结构，它包含顺序存储结构和链式存储结构，是顺序表和链表的统称。
顺序表：理解为数组即可

链表：与顺序表不同顺序表的元素是顺序存放的，链表的元素在计算机中是离散存放的；
为了给各个数据块建立“依次排列”的关系，链表给各数据块增设一个指针，每个数据块的指针都指向下一个数据块（最后一个数据块的指针指向 NULL），就如同一个个小学生都伸手去拉住下一个小学生的手，这样，看似毫无关系的数据块就建立了“依次排列”的关系，也就形成了链表

栈和队列

栈和队列隶属于线性表，是特殊的线性表，因为它们对线性表中元素的进出做了明确的要求。

栈中的元素只能从线性表的一端进出，且要遵循“先进后出”的原则，即先进栈的元素后出栈。

栈的结构可以用一个铁路调度图来形象的说明：火车只能从一面进入从另一面出，同时先进入的火车最后才可以出来

队列中的元素只能从线性表的一端进，从另一端出，且要遵循“先入先出”的特点，即先进队列的元素也要先出队列。

队列结构如图所示，队列中有 n 个元素，分别是 a1、a2 、a3和 an，从在队列中的状态可以看出是 a1 先进队列，然后 a2 、a3 进，最后 an 进。根据“先进先出”的原则，n 个元素出队列的顺序应该是 a1 最先出队列，然后 a2、a3出，最后 an 出。

树存储结构

树存储结构适合存储具有“一对多”关系的数据。

图存储结构

图存储结构适合存储具有“多对多”关系的数据。

逻辑结构与物理结构

逻辑结构

数据的逻辑结构，简单地理解，就是指的数据之间的逻辑关系。
数据之间的逻辑关系可细分为三类，“一对一”、“一对多”和“多对多”：
通过学习数据结构，我们可以学到 3 种存储结构分别存储这 3 类逻辑关系的数据，换句话说：

• 线性表用于存储具有“一对一”逻辑关系的数据；
• 树结构用于存储具有“一对多”关系的数据；
• 图结构用于存储具有“多对多”关系的数据；

由此，我们可以通过分析数据之间的逻辑关系来决定使用哪种存储结构，但具体使用顺序存储还是链式存储，还要通过数据的物理结构来决定。

物理结构

数据的存储结构，也就是物理结构，指的是数据在物理存储空间上选择集中存放还是分散存放。

数据物理结构视实际的情况而定，并且，数据的用途不同，选择的存储结构也不同。将数据进行集中存储有利于后期对数据进行遍历操作，而分散存储更有利于后期增加或删除数据。

因此，如果后期需要对数据进行大量的检索（遍历），就选择集中存储；反之，若后期需要对数据做进一步更新（增加或删除），则选择分散存储。