数据结构简述

Posted 2021-07-23 顧棟

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了数据结构简述相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

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数据结构概述

数据结构概述

常用的数据结构有栈，队列，链表，二叉树，红黑树，散列表和位图。

数据结构	优点	缺点
栈	顶部元素的插入和取出快	除了顶部数据，其他元素都很慢
队列	顶部和尾部的元素插入和取出快	其他元素都很慢
链表	插入、删除快速	查找慢
二叉树	插入、删除、查找都快	删除算法复杂
红黑树	插入、删除、查找都快	算法复杂
散列表	插入、删除、查找都快	数据散列，对存储空间浪费
位图	节省存储空间	不方便描述的复杂的数据关系

栈

栈（堆栈）Stack，允许在同端进行插入（Push）删除（Pop）的特殊线性表。有栈顶（Top），栈底（Bottom），栈顶进行浮动。栈中元素个数为0，为空栈。是先进后出（FILO）线性表。

什么叫线性表

一个线性表是n个数据元素的有限序列。一个数据元素可以是若干个数据项组成，此时的数据元素成为记录，含有大量记录的线性表叫做文件。

线性表的顺序表示指用一组连续的存储单元（逻辑相邻物理上一定相邻）依次存储线性表中的数据元素。

线性表的链式表示指用一组任意的存储单元（逻辑相邻物理上不一定相邻）存储线性表中的数据元素，

队列

队列是一种只允许在表的前端（队头）进行删除操作（出队）且在表的后端（队尾）进行插入操（入队）作的线性表。没有元素的队列空队列。是一种先进先出（FIFO）线性表。

链表

链表是由一系列节点组成的数据结构，节点在运行过程中可以动态生成。每个节点包含两个部分，存储数据的叫做数据域，存储其他节点地址的叫做指针域。由于链表的数据是随机存储的，插入的时间复杂度O(1)，效率高于线性表和顺序表；链表查找一个节点需要遍历链表中所有的元素，时间复杂度O(n),而线性表和顺表中查找一个节点的时间复杂度O(log n)和O(1)。

顺序表是什么有哪些？

不同结构的插入和查找的时间复杂度的计算和区别。

单向链表

单向链表（单链表）的链接方向是单向的，访问要从头部开始顺序读取。

一个单向链表的节点分为两个部分，1是数据区，用来保存数据，2是指针区，用来存储下一个节点的地址。，最后一个节点的指针是null。

双向链表

双向链表的每个节点的指针域都有两个指针，分别指向其的直接后继和直接前驱节点。这样我们可以从两个方向访问和处理节点数据。

循环链表

表中最后一个节点的指针域指向头结点，整个链表形成一个环。单向的。

是否有双向循环和单向循环链表之分？

散列表

散列表（Hash Table）也叫做哈希表。是根据数据的关键码值（Key-Value）对数据进行存取的数据结构。散列表通过映射函数把关键码值映射到表中的一个位置来加快查找。这个映射函数叫散列函数，存放记录的数组叫作散列表。

常用构建散列函数
- 直接定址法：取关键字或关键字的某个线性函数值为散列地址，即h(key)=key或h(key)=a*key+b,其中a,b为常数。
- 平方取值：取关键字平方后的中间几位数为散列地址
- 折叠法：将关键字分割成位数相同的几部分，然后取这几部分的叠加和作为散列地址
- 除留余数法：取关键字被某个不大于散列表长度m的数p除后得的余数为散列地址。h(key)=key/p, (p<=m)。
- 随机数法：选择一个随机函数，取关键字的随机函数值作为其散列地址，即h(key)=random(key)。
- JAVA HashCode实现：f(key) = s[0]*31^n-1 + s[0]*31^n-1+…+s[n-1]。
java hashcode实现的详细扩展