《数据结构讲义Part》课件

数据结构讲义•数据结构概述•线性数据结构目录•非线性数据结构•数据结构操作•数据结构应用01数据结构概述数据结构的定义数据结构数据结构是计算机存储、组织数据的方式，是数据元素之间相互关系的集合数据结构的设计数据结构的设计涉及到选择适当的数据类型、确定数据之间的逻辑关系以及数据的存储方式数据结构的分类数据结构可以根据不同的标准进行分类，如线性结构和非线性结构，静态结构和动态结构等数据结构的重要性提高数据处理效率合理的数据结构能够显著提高数据处理的速度和效率优化算法设计数据结构的选择直接影响到算法设计的复杂度和效率解决实际问题数据结构是解决实际问题的关键，如排序、查找、图论等问题都需要用到特定的数据结构数据结构的分类线性结构静态结构线性结构是最基本的数据结构，静态结构在程序运行期间不能包括数组、链表、栈、队列等改变其大小和元素间的关系非线性结构动态结构非线性结构包括树、图、集合动态结构可以在程序运行时动等，其元素之间的关系不是线态地添加或删除元素，如动态性的数组和链表等02线性数据结构数组总结词数组是一种线性数据结构，由一系列相同类型的元素组成，每个元素在数组中都有一个唯一的索引详细描述数组在内存中是连续分配的，可以通过索引直接访问任意位置的元素数组的优点是访问速度快，缺点是插入和删除操作需要移动大量元素链表总结词链表是一种线性数据结构，由一系列节点组成，每个节点包含数据和指向下一个节点的指针详细描述链表通过指针将各个节点链接起来，不需要在内存中连续分配链表的优点是插入和删除操作速度快，不需要移动大量元素缺点是访问速度较慢，需要从头节点开始遍历栈总结词详细描述栈是一种后进先出（LIFO）的线性数据栈的主要操作有入栈和出栈入栈操作将结构，只能在一端进行插入和删除操作元素添加到栈顶，出栈操作删除栈顶元素VS栈的优点是插入和删除速度快，常用于实现递归和深度优先搜索等算法队列总结词队列是一种先进先出（FIFO）的线性数据结构，只能在一端进行插入操作，另一端进行删除操作详细描述队列的主要操作有入队和出队入队操作将元素添加到队尾，出队操作删除队首元素队列的优点是插入速度快，常用于实现广度优先搜索等算法03非线性数据结构树01树是一种非线性数据结构，由节点和边组成，其中每个节点可以有多个子节点02树可以分为二叉树、三叉树、多叉树等，其中二叉树是最常见的树形结构03树的遍历方式有前序遍历、中序遍历和后序遍历，其中前序遍历和中序遍历是递归的，后序遍历是迭代的方式04树的平衡是树的一个重要概念，平衡树在插入、删除节点时能够保持树的深度较小，从而提高查找、插入和删除的效率图图是由节点和边组成的数据结图的遍历方式有深度优先遍历构，可以表示事物之间的复杂和广度优先遍历，其中深度优关系先遍历是递归的方式，广度优先遍历是迭代的方式图可以分为有向图和无向图，最短路径问题是图的一个重要其中无向图中的边没有方向，应用，Dijkstra算法和Floyd-而有向图中的边有方向Warshall算法是求解最短路径问题的常用算法哈希表哈希表是一种基于哈希函数的数据结构，通过哈希函输入哈希表的性能取决于哈希函数的设计以及桶的大小和02数将键映射到桶中，从而实现对数据的快速查找、插标题分布入和删除0103在哈希表中查找元素时，如果发生冲突，需要采取相04应的策略进行处理，如链地址法中的链表、开放寻址哈希表有多种实现方式，如开放寻址法、链地址法等法中的线性探测等04数据结构操作插入操作插入操作是指将一个元素插入到数据结构中的指定位置对于数组和链表等线性数据结构，插入操作需要移动插入位置及之后的所有元素，以保持数据结构的连续性对于二叉搜索树等非线性数据结构，插入操作需要找到合适的插入位置，并更新父节点和子节点的指针删除操作010203删除操作是指从数据结构中移对于数组和链表等线性数据结对于二叉搜索树等非线性数据除一个元素构，删除操作需要移动删除位结构，删除操作需要找到要删置之后的所有元素，以保持数除的节点，并根据其子节点的据结构的连续性情况进行相应的调整查找操作对于非线性数据结构，如二叉搜对于线性数据结构，查找操作通索树，查找操作可以从根节点开查找操作是指根据元素的某个属常从数据结构的起始位置开始，始，根据节点的值和目标值的比性或值，在数据结构中查找相应逐个比较元素的值，直到找到目较结果，不断向下遍历相应的子的元素标元素或遍历完整个数据结构节点，直到找到目标元素或遍历完整个数据结构05数据结构应用在数据库中的应用数据库索引数据存储数据结构如二叉搜索树、B树和B+树等，用数据结构如链表、哈希表等，用于数据库中于数据库索引，提高数据检索速度的数据存储，方便数据的插入、删除和查找在算法中的应用排序算法数据结构如冒泡排序、插入排序、快速排序等，用于对数据进行排序，便于后续处理搜索算法数据结构如二分搜索、哈希表等，用于在大量数据中快速查找目标数据在软件工程中的应用要点一要点二软件设计模式数据持久化数据结构在软件设计模式中起到关键作用，如单例模式、数据结构在数据持久化过程中起到重要作用，如序列化、工厂模式等反序列化等感谢观看THANKS。