《数据结构复习资料》课件

《数据结构复习资料》课件ppt•数据结构概述contents•线性数据结构•非线性数据结构目录•数据结构操作•数据结构算法•数据结构应用场景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中数据的组织形式，它定义了数据元素之间的逻辑关系数据结构是计算机存储、组织数据的方式，它涉及到数据的逻辑关系和物理表示数据结构是计算机科学和软件工程领域的重要概念，它影响着程序的性能和效率数据结构的重要性数据结构是计算机科学和软件工数据结构能够有效地组织和处理数据结构能够解决现实世界中的程的基础，它是解决复杂问题的数据，提高程序的性能和效率问题，如搜索引擎、社交网络等重要工具数据结构的分类线性数据结构图状数据结构包括数组、链表、栈、队列等包括邻接矩阵、邻接表等树形数据结构哈希数据结构包括二叉树、多叉树、B树、红包括哈希表、哈希映射等黑树等02线性数据结构数组总结词数组是一种线性数据结构，通过连续的内存空间存储数据元素详细描述数组具有固定的长度，每个元素可以通过索引访问它适合存储大量同类型的数据，并且可以通过计算得出任意元素的内存地址总结词数组的插入和删除操作需要移动大量元素，时间复杂度较高详细描述在数组中插入或删除元素时，可能需要移动大量元素来保持数组的有序性，因此时间复杂度较高链表总结词详细描述链表是一种线性数据结构，通过指针链接各个节链表中的每个节点包含数据和指向下一个节点的点指针，链表的长度可以在运行时动态变化链表适合存储大量不同类型的数据，且插入和删除操作相对较快总结词详细描述链表中的节点在内存中可能分散存储，访问特定由于链表中的节点在内存中可能分散存储，访问元素需要遍历链表特定元素需要从头节点开始遍历链表，因此访问特定元素的时间复杂度较高栈总结词01栈是一种后进先出（LIFO）的数据结构，只能在一端进行插入和删除操作总结词02栈的大小有限制，当栈满时无法继续插入新元素详细描述03栈的大小有限制，当所有空间被占用时无法继续插入新元素，此时需要扩展栈的容量或进行其他处理队列总结词详细描述队列是一种先进先出（FIFO）的数据结构，队列中的元素只能从一端移除，另一端则在一端插入新元素，在另一端移除元素用于插入新元素队列常用于实现打印任务调度、操作系统任务调度等算法详细描述总结词队列的大小有限制，当队列满时无法继续队列的大小有限制，当队列满时无法继续插入新元素，此时需要扩展队列的容量或插入新元素进行其他处理03非线性数据结构树树的概念树的分类树的遍历树的算法树是一种非线性数据结构，根据节点的度数，树可以树的遍历是指按照某种顺常见的树算法包括树的查由节点和边组成，其中节分为二叉树、三叉树、多序访问树中的节点，可以找、插入、删除等操作，点表示数据元素，边表示叉树等根据树的形状，分为前序遍历、中序遍历以及树的平衡、树的重建节点之间的关系树可以分为平衡树、AVL和后序遍历等操作树、红黑树等图图的概念图的分类图是由节点和边组成的集合，其中节根据边的性质，图可以分为有向图和点表示数据元素，边表示节点之间的无向图根据节点的连通性，图可以关系分为连通图和非连通图图的遍历图的算法图的遍历是指按照某种顺序访问图中常见的图算法包括最短路径算法、最的节点和边，可以分为深度优先遍历小生成树算法、网络流算法等和广度优先遍历04数据结构操作插入操作插入操作定义在数据结构中插入一个新元素的过程插入操作分类前插和后插前插是指在数据结构的前面插入新元素，后插则是在数据结构的后面插入新元素插入操作时间复杂度依赖于具体的插入位置和数据结构类型对于链表，插入操作的时间复杂度为O1，对于数组或树等数据结构，可能需要On的时间复杂度删除操作删除操作定义01从数据结构中移除一个元素的过程删除操作分类02前删和后删前删是指删除数据结构中的第一个元素，后删则是删除数据结构中的最后一个元素删除操作时间复杂度03同样依赖于具体的删除位置和数据结构类型对于链表，删除操作的时间复杂度为O1，对于数组或树等数据结构，可能需要On的时间复杂度查找操作查找操作分类线性查找和二分查找线性查找是指从头到尾依次查找操作定义查找，二分查找则是利用元素有序性进行查找在数据结构中查找一个特定元素的过程查找操作时间复杂度线性查找的时间复杂度为On，二分查找的时间复杂度为Olog n05数据结构算法排序算法冒泡排序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通过一趟排序将要排序的数据分割成独立的两部分，其中一部分的所有数据都比另一部分的所有数据要小，然后再按此方法对这两部分数据分别进行快速排序，整个排序过程可以递归进行，以此达到整个数据变成有序序列归并排序将两个或两个以上的有序表组合成一个新的有序表查找算法线性查找从数据结构的一端开始逐个检查每个元素，直到找到所查找的元素或检查完所有元素二分查找在有序的数据结构中，查找某一特定元素的位置查找过程从数组的中间元素开始，如果中间元素正好是要查找的元素，则搜索过程结束；如果某一特定元素大于或者小于中间元素，则在数组大于或小于中间元素的那一半中查找，而且跟开始一样从中间元素开始比较如果在某一步骤数组为空，则代表找不到查找算法哈希查找二分查找树查找先根据哈希函数计算待查找元素的哈希值，在二分查找树中查找某一特定元素的位置然后在哈希表中找到这个哈希值对应的元素从根节点开始，如果当前节点所存储的元素就是要查找的元素，则查找过程结束；如果某一特定元素大于或者小于当前节点所存储的元素，则在相应位置的子树中继续查找，而且跟开始一样从中间元素开始比较如果在某一步骤子树为空，则代表找不到06数据结构应用场景数据库系统数据库索引数据存储优化事务处理数据结构中的树形结构被广泛应数据库中的数据存储和组织方式，数据库系统中的事务处理涉及到用于数据库索引，如B树、B+树如哈希表、链表、堆等数据结构，数据结构的并发控制和锁机制，等，用于提高查询效率能够优化数据的读写性能如乐观锁和悲观锁等操作系统010203进程管理内存管理文件系统操作系统的进程管理和调度中，操作系统的内存管理中，会使用操作系统的文件系统中，会使用会使用到数据结构如队列和栈，到数据结构如链表和哈希表，来到数据结构如B树等，来实现文来实现进程的排队和执行实现内存的分配和回收件的快速查找和读写人工智能领域010203机器学习深度学习自然语言处理机器学习算法中会使用到深度学习中的神经网络本自然语言处理中会使用到各种数据结构来存储和处身就是一种复杂的数据结数据结构如Tr ie树、理数据，如矩阵、图、树构，其中还涉及到各种优Huffman编码等，来实现等化算法和数据结构高效的词频统计和文本处理THANKS。