数据结构与算法（Java版） | 线性结构和非线性结构

Posted 2023-03-05 李阿昀

之前，我们说过，数据结构是算法的基础，因此接下来在这一讲我就要来给大家重点介绍一下数据结构了。

首先，大家需要知道的是，数据结构包括两部分，即线性结构和非线性结构。知道这点之后，接下来我势必就要来为大家分别进行详细介绍了，下面咱们不妨先来看一下线性结构。

线性结构

关于线性结构，下面我一共罗列出来了五点需要大家进行掌握。

第一点，线性结构作为最常用的数据结构，其特点是数据元素之间存在一对一的线性关系。就拿我们学过的一维数组来说，大家应该知道每一个下标就唯一对应一个值吧，而这就叫做一对一的线性关系，因此一维数组就是一种典型的线性结构，当然，除了一维数组之外，链表也是一种线性结构。

第二点，线性结构有两种不同的存储结构，即顺序存储结构和链式存储结构。

第三点，顺序存储的线性表称为顺序表，且顺序表中的存储元素是连续的。例如数组，它就是一个顺序表，不必我说，大家也都知道它里面的存储元素是连续的吧！

注意，这里的连续指的是存储元素之间的地址是连续的，为什么我会这么说呢，因为顺序表在内存中是以连续存储的方式进行存储的，而这也就是说，一旦在内存中为顺序表分配好了存储空间，那么它里面的元素就会被存储在一块连续的内存空间中，自然这些存储元素之间的地址就是连续的了。

第四点，链式存储的线性表称为链表，与顺序表不同的是，链表中的存储元素不一定是连续的，且元素节点中存放的是数据元素以及相邻元素的地址信息。

初次谈起链表这种存储结构，相信大家可能会一头雾水，如果你没学过的话，不过，没学过也没关系，因为我们这套系列教程后面就会给大家介绍到，比方说单链表、双向链表等等。当然，这里我们说的是链表，既然说的是链表，那它肯定就与顺序表不同了，具体点说，就是链表中的存储元素就不一定是连续的了，也就是说有可能是连续的，也有可能是不连续的，感觉我说了句废话，哈哈哈😂！而且，链表中的每一个存储元素你都可以看作是一个节点，至于每一个节点中存放的是什么，我相信大家也都知道了，即数据元素以及相邻元素的地址信息。

看到这里，我相信大家已经已然知晓这一点了，即链表中节点与节点之间是通过地址来相互连接的，而且它们之间的地址还不一定连续。正是因为节点与节点之间相互连接的地址不一定连续，所以链表才有了这样一个好处，即可以充分的利用碎片内存。

第五点，线性结构常见的有数组、队列、链表和栈，这里大家先知道有这四种常见的线性结构就行，后面我再来给大家进行详细介绍啊！

说起数组，相信大家对其应该是再熟悉不过的了，不过你有可能不知道的是，数组也可以分好多种哟，例如稀疏数组；至于队列嘛，它也有单向队列、环形队列之分；链表就更是如此了，它同样也有单链表、环形链表、双向链表之分；至于栈嘛，大家可能会感觉有点陌生，不过它也有不同的实现方式，例如可以用数组来实现，或者也可以用链表来实现。凡此种种，后面我都会给大家详细介绍到。

最后，再给大家提个醒吧，就是大家学完数据结构之后，别人问你线性结构有哪些，你可不要连最基本的线性结构包括哪些都答不上来哟，你得答上来才行，否则这不就是出大问题了嘛😭！

非线性结构

与线性结构相反，非线性结构，其数据元素之间可能就不存在那种一对一的线性关系了，或者亦可说至少已经不是那种一对一的线性关系了。

例如，一个节点下面不仅可以有左节点，而且还可以有右节点，如下所示。

甚至，它下面可能还有第三个节点，而这就叫做多路查询树。

当然，如果大家这块听得不是太明白，那么也不打紧，因为后面我就会给大家详细介绍到。

上面我们讲到线性结构常见的有数组、队列、链表和栈，那么非线性结构又具体包括哪些呢？非线性结构包括二维数组、多维数组、广义表、树结构以及图结构。

关于数组，尤其是二维数组，我想大家对其应该是再熟悉不过的了，而且马上我们就会讲到它，当然，讲二维数组我们会重点讲稀疏数组，至于稀疏数组是什么，大家下一讲就会知道；至于树结构和图结构，它俩是我们用的最多的非线性结构，而且由它俩还引申出来了很多很多算法，因此它俩将是我们后续学习的一个重点，到时候学的时候大家可要打起万分精神来学哟！

至此，关于线性结构和非线性结构的介绍，我就给大家讲到这里了，希望经过我的讲解，大家能对线性结构和非线性结构有一个最基本的认识。