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ONE KEEPVIEW2023-2026《基本数据结构》ppt课件REPORTING•数据结构概述•线性数据结构•树形数据结构目•图状数据结构•哈希表与集合录•数据结构的应用CATALOGUEPART01数据结构概述数据结构的定义数据结构数据结构的意义数据结构是计算机中存储、组织数据数据结构是计算机科学中的基本概念,的方式,它主要研究数据的逻辑结构它对于提高数据处理效率、优化算法和物理结构,以及数据之间关系的表设计具有重要意义示方法数据结构的组成数据元素、数据关系和数据属性是数据结构的三个基本组成数据结构的重要性010203提高数据处理效率促进算法优化方便数据管理合理的数据结构能够减少良好的数据结构设计有助合理的数据结构有助于更数据查找、插入、删除等于设计更高效的算法,从好地组织和管理数据,方操作的时间复杂度,提高而提高程序的性能便数据的查询、修改和扩数据处理效率展数据结构的分类线性数据结构线性数据结构包括数组、链表、栈、队列等,它们按照一定的顺序存储数据,便于数据的顺序访问非线性数据结构非线性数据结构包括树、图、散列表等,它们能够更加灵活地表示数据之间的关系,适用于解决复杂的数据处理问题PART02线性数据结构数组0102030405总结词详细描述访问速度快空间效率长度固定固定长度的数据元素序列数组是一种线性数据结构,可以通过索引直接访问任只占用实际使用的空间,一旦创建,数组的长度不它由固定长度的数据元素意位置的元素不会浪费内存可改变,需要重新创建数序列组成每个元素在数组才能改变长度组中都有一个唯一的索引,用于标识和访问该元素数组的长度在创建时确定,并且不能改变链表总结词插入和删除操作方便动态分配内存的数据元素序列只需要修改指针,不需要移动大量数据详细描述空间效率链表是一种线性数据结构,它由一系列节点组成,每个只占用实际使用的空间,不会浪费内存节点包含数据元素和一个指向下一个节点的指针链表的长度可以在运行时动态改变动态分配内存访问速度慢可以根据需要动态地添加或删除节点需要通过指针逐个访问节点,不如数组直接栈总结词后进先出(LIFO)的数据结构详细描述栈是一种线性数据结构,它遵循后进先出(LIFO)原则新添加或待删除的元素都保存在同一端,称为栈顶栈只允许在栈顶进行插入和删除操作LIFO原则最后进入栈的元素最先出去插入和删除操作在栈顶进行操作时间复杂度为O1空间效率只保留必要的数据,不会浪费内存适用场景如括号匹配、函数调用等需要后进先出的情况队列0102030405总结词先进先出详细描述队列是一种FIFO原则先进入队列插入操作在队尾进行,适用场景如打印机的(FIFO)的数据结构线性数据结构,它遵循的元素先出去删除操作在队首进行打印任务队列、任务调先进先出(FIFO)原则操作时间复杂度为O1度等需要先进先出的情新添加的元素保存在一况端,称为队尾;待删除的元素从另一端(队首)取出队列只允许在队首和队尾进行插入和删除操作PART03树形数据结构二叉树定义分类二叉树是一种树形数据结构,根据节点的度数,二叉树可以其中每个节点最多有两个子节分为满二叉树、完全二叉树和点,通常称为左子节点和右子平衡二叉树等节点性质应用二叉树的性质包括二叉树的深二叉树在计算机科学中有着广度、二叉树的节点数、二叉树泛的应用,如文件系统、数据的左子树和右子树等库索引和决策树等树定义性质树是一种递归定义的数据结构,其中每个节树的性质包括树的深度、树的节点数、树的点可以有多于两个的子节点子节点等分类应用根据节点的度数,树可以分为满树、完全树树在计算机科学中有着广泛的应用,如XML和平衡树等文档、网络路由和数据压缩等森林定义性质分类应用森林是一种特殊的集合,森林在计算机科学中也森林的性质包括森林的根据组成森林的树的性它由若干棵树组成,每有着广泛的应用,如文深度、森林的节点数、质,森林可以分为有序棵树都是一个独立的数件系统、数据库索引和森林的子节点等森林和无序森林等据结构决策树等PART04图状数据结构无向图定义特性应用场景无向图是由顶点集和边集边的两个顶点之间没有方社交网络、交通网络、网组成的数据结构,其中边向,表示它们之间的关系络路由等集中的每条边由一对顶点是双向的表示,没有方向有向图定义01有向图是由顶点集和有向边集组成的数据结构,其中每条有向边由一个起点和终点表示,表示一个单向关系特性02边的起点和终点是单向的,表示从一个顶点到另一个顶点的单向关系应用场景03流程图、电路图、网络流量等图的遍历算法深度优先遍历(DFS)从某个起始顶点开始,尽可能深地搜索图的分支,直到该分支的末端,然后回溯到前一个顶点继续搜索,直到所有顶点都被访问过广度优先遍历(BFS)从某个起始顶点开始,首先访问离起始顶点最近的顶点,然后逐渐向外扩展,直到所有顶点都被访问过Dijkstra算法用于在有向图中寻找从起始顶点到其他所有顶点的最短路径Floyd-Warshall算法用于在无向图中寻找所有顶点之间的最短路径PART05哈希表与集合哈希表哈希表定义哈希表的特点哈希表是一种通过关键码值(Key)直接访问数据哈希表具有快速查找、插入和删除等操作,时间元素的数据结构,其基本思想是将数据元素的关复杂度为O1键码通过哈希函数转换成一个数组下标,然后存储在数组中哈希冲突哈希表的性能由于哈希函数将关键码映射到数组下标时可能存哈希表的性能受到哈希函数设计、冲突解决策略在冲突,即不同的关键码可能映射到同一个数组以及哈希表大小的影响,需要根据实际情况进行下标上,因此需要设计合适的冲突解决策略优化集合集合定义集合的基本操作集合是由一组具有共同特征或属性的集合支持添加、删除、查找等操作,元素组成的整体其中查找操作的时间复杂度为O1集合的表示方法集合的应用可以使用数组、链表、树等数据结构集合在计算机科学中有着广泛的应用,来表示集合如数据去重、集合运算等PART06数据结构的应用数据结构在计算机科学中的应用数据结构是计算机科学中研究数据组织和存储的1重要基础,是计算机程序设计和算法实现的基础数据结构在计算机科学中广泛应用于操作系统、2数据库系统、网络通信、人工智能等领域,是计算机科学的核心课程之一数据结构在计算机科学中对于提高程序效率、优3化算法性能、解决复杂问题等方面具有重要意义数据结构在算法设计中的应用数据结构是算法设计的基础,许多算法的实现需要借助不同的01数据结构来存储和处理数据数据结构在算法设计中可以提高算法的效率,优化算法的时间02复杂度和空间复杂度数据结构在算法设计中可以提供更好的数据组织和处理方式,03使得算法更加高效、可靠和易于实现数据结构在实际问题中的应用数据结构在实际问题中有着广泛的应用,如数据处理、信息检索、机器学习、大数据分析等领域数据结构在实际问题中可以提供更好的数据组织和处理方式,提高数据处理效率,优化信息检索效果数据结构在实际问题中可以解决许多复杂的问题,如社交网络分析、推荐系统、自然语言处理等,为实际问题的解决提供有效的技术支持22002233--22002266END KEEPVIEWTHANKS感谢观看REPORTING。