《数据结构图A》课件

《数据结构图a》ppt课件目录•数据结构概述•线性数据结构•非线性数据结构•数据结构的应用•数据结构的优化与改进数据结构概述01数据结构的定义数据结构定义数据结构组成数据元素关系和约束数据结构是数据元素的数据结构由数据元素、数据元素是数据结构的数据元素之间的关系和集合，以及数据元素之数据元素之间的关系和基本组成单元，具有标约束规则决定了数据结间相互关系和约束的描约束规则三部分组成识符和数据域构的特性述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提高数据处理的速度和效率简化算法设计通过选择合适的数据结构，可以简化算法设01计过程优化数据存储空间合理的数据结构可以减少数据存储空间的使02用，提高存储效率提高软件质量03合理的数据结构可以提高软件的质量和可维护性04数据结构的分类线性结构树形结构A B线性结构是指数据元素之间存在一对一关系的树形结构是指数据元素之间存在一对多关数据结构，如数组、链表等系的数据结构，如二叉树、树等图状结构散列结构C D图状结构是指数据元素之间存在多对多关系散列结构是指通过哈希函数将数据元素映射的数据结构，如网络、图等到固定大小的数组中，实现快速查找的数据结构，如哈希表等线性数据结构02数组总结词数组是一种线性数据结构，它使用一个连续的内存空间来存储数据详细描述数组中的元素按照一定的顺序排列，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，它通过指针将一系列节点连接起来详细描述每个节点包含数据和指向下一个节点的指针，最后一个节点指向空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栈是一种后进先出（LIFO）的线性数据结构详细描述栈只允许在固定的一端（称为栈顶）进行插入和删除操作，插入称为压栈，删除称为弹栈栈的优点是插入和删除操作速度快，缺点是插入和删除的位置受限队列总结词队列是一种先进先出（FIFO）的线性数据结构详细描述队列只允许在固定的一端（称为队尾）插入元素，另一端（称为队头）删除元素队列的优点是插入操作速度快，缺点是删除操作速度较慢，需要从头节点开始遍历非线性数据结构03树定义分类应用操作树是一种非线性数据结根据节点的度数，树可树在计算机科学中广泛常见的树操作有插入、构，它由节点和边组成，以分为二叉树、三叉树、应用于文件系统、决策删除、查找等其中每个节点可以有多多叉树等树、堆等场景个子节点图定义特性应用操作图是由节点和边组成的图在计算机科学中广泛常见的图操作有遍历图是非线性的，因为它数据结构，节点和边可应用于路由算法、社交（如深度优先搜索和广允许节点之间存在多对以存在于无向图或有向网络分析、交通网络等度优先搜索）、最小生多的关系图中场景成树等哈希表定义应用哈希表是一种通过哈希函数将哈希表在计算机科学中广泛应键映射到桶的数据结构，用于用于缓存、数据库索引、集合快速查找、插入和删除键值对等场景特性操作哈希表是非线性的，因为它通常见的哈希表操作有插入、查过哈希函数将键映射到任意位找、删除等置，允许键的重复数据结构的应用04排序算法冒泡排序01通过重复地遍历待排序的数列，一次比较两个元素，如果他们的顺序错误就把他们交换过来遍历数列的工作是重复地进行直到没有再需要交换，也就是说该数列已经排序完成快速排序02通过选择一个基准元素，将比基准元素小的元素移到其左边，比基准元素大的元素移到其右边，然后对左右两边的元素分别递归进行同样的操作，直到整个序列有序归并排序03将待排序序列分成若干个子序列，每个子序列都是有序的，然后再将这些有序的子序列合并成一个大的有序序列查找算法线性查找从数据结构的一端开始，顺序扫描每个元素，直到找到目标元素或扫描完整个数据结构二分查找在已排序的数据结构中，通过将待查找元素与中间元素比较，如果相等则查找结束，如果不等则根据中间元素与待查找元素的比较结果，在数据结构的另一半中继续查找，直到找到目标元素或搜索范围为空哈希查找通过将待查找元素的关键字通过哈希函数转换成数据结构中的位置索引，然后在该位置上进行查找如果该位置上的元素就是目标元素，则查找结束；否则查找失败文件系统索引文件系统01通过维护一个索引表来记录文件在磁盘上的位置信息，方便文件的快速访问链表文件系统02通过将文件的各个部分分散存储在磁盘的不同位置，并通过指针链接起来，实现文件的连续访问散列文件系统03通过将文件的关键字通过散列函数转换成磁盘上的位置索引，然后将文件存储在该位置上这种文件系统可以实现任意文件的快速访问数据结构的优化与改进05数据结构的优化策略算法优化时间复杂度优化通过改进算法，提高数据结构操作的降低数据结构操作的平均时间复杂度效率空间优化合理利用存储空间，减少不必要的空间浪费数据结构的改进方法模块化将数据结构的功能模块化，便于维动态化护和扩展使数据结构能够适应数据的变化，提高灵活性可复用性提高数据结构的可复用性，减少重复开发数据结构的发展趋势010203分布式数据结构动态数据结构内存优化数据结构适应云计算和大数据技术随着数据动态变化的需求随着硬件技术的发展，内的发展，实现数据结构的增加，动态数据结构将得存优化数据结构将进一步分布式存储和处理到更广泛的应用提高数据处理效率谢谢聆听。