数据结构

符号 阅读:183 2022-06-06 14:06:27 评论:0

数据结构

数据存储常见的结构有:栈、队列、数组、链表和红黑树。我们分别来了解下:

stack,又称堆栈,它是运算受限的线性表,其限制是仅允许在标的一端进行插入和删除操作,不允许在其他任何位置进行添加、查找、删除等操作。

简单的说:采用该结构的集合,对元素的存取有如下的特点

  • 先进后出(即,存进去的元素,要在它后面的元素依次取出后,才能取出该元素)。例如,子弹压进弹夹,先压进去的子弹在下面,后压进去的子弹在上面,当开枪时,先弹出上面的子弹,然后才能弹出下面的子弹
  • 栈的入口、出口都是栈的顶端位置

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队列

queue,简称队,它同堆栈一样,也是一种运算受限的线性表,其限制是仅允许在表的一端进行插入,而在表的另一端进行删除。

简单的说,采用该结构的集合,对元素的存取有以下特点:

  • 先进先出(即,存进去的元素,要在它前面的元素依次取出后,才能取出该元素)。例如,火车过山洞,车头先进去,车尾后进去;车头先出来,车尾后出来。

  • 队列的入口、出口各占一侧。例如,下图中的左侧为入口,右侧为出口。

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数组

Array,是有序的元素序列,数组是在内存中开辟一段连续的空间,并在此空间存放元素。就像是一排出租屋,有100个房间,从001到100每个房间都有固定编号,通过编号就可以快速找到租房子的人。

简单的说,采用该结构的集合,对元素的存取有如下的特点:

  • 查找元素快:通过索引,可以快速访问指定位置的元素

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  • 增删元素慢

    • 指定索引位置增加元素:需要创建一个新数组,将指定新元素存储在指定索引位置,再把原数组元素根据索引,复制到新数组对应索引的位置。
    • 指定索引位置删除元素:需要创建一个新数组,长度是原数组的长度-1,再把原数组的其他元素复制到新数组中,原数组会在内存中被销毁(垃圾回收)。

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链表

linked list,由一系列节点node(链表中每一个元素称为节点)组成,节点可以在运行时动态生成。每个节点包括两个不服:一个是存储数据元素的数据域,另一个是存储下一个节点地址的指针域。我们常说的链表结构有单向链表与双向链表,那么这里给大家介绍的是单向链表

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简单的说,采用该结构的集合,对元素的存取有以下特点:

  • 多个节点之间,通过地址进行连接。例如,多个人手拉手,每个人使用自己的右手拉住下个人的左手,以此类推,这样多个人就连在一起了。

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  • 查找元素慢:想查找某个元素,需要通过连接的节点,依次向后查找指定元素

  • 增删元素快:

    • 增加元素:只需要修改连接下个元素的地址即可。

    • 删除元素:只需要修改连接下个元素的地址即可。

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红黑树

二叉树binary tree ,是每个结点不超过2的有序树(tree)

简单的理解,就是一种类似于我们生活中树的结构,只不过每个结点上都最多只能有两个子结点。

二叉树是每个节点最多有两个子树的树结构。顶上的叫根结点,两边被称作“左子树”和“右子树”。

如图:

我们要说的是二叉树的一种比较有意思的叫做红黑树,红黑树本身就是一颗二叉查找树,将节点插入后,该树仍然是一颗二叉查找树。也就意味着,树的键值仍然是有序的。

红黑树的约束:

  1. 节点可以是红色的或者黑色的

  2. 根节点是黑色的

  3. 叶子节点(特指空节点)是黑色的

  4. 每个红色节点的子节点都是黑色的

  5. 任何一个节点到其每一个叶子节点的所有路径上黑色节点数相同

红黑树的特点:

速度特别快,趋近平衡树,查找叶子元素最少和最多次数不多于二倍

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