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《数据结构基础》ppt课件•数据结构概述•线性数据结构•非线性数据结构•数据结构操作目•数据结构应用•数据结构优化录contents01数据结构概述数据结构的定义数据结构是一种组织数据结构包括数据的数据的方式,它描述表示和操作,以及数了数据元素之间的逻据之间的关系辑关系数据结构是计算机科学中研究数据元素之间相互关系的学科数据结构的重要性数据结构是计算机科学中的核心概念之一,它对于计算机程序的性能和效率至关重要数据结构能够有效地组织和存储数据,以便能够快速地访问、修改和检索数据数据结构能够提高程序的性能和可维护性,并且能够解决复杂的问题数据结构的分类数据结构可以根据其用途、特常见的数据结构包括数组、链每种数据结构都有其特定的用性、复杂度等进行分类表、栈、队列、树、图等途和操作,选择合适的数据结构可以提高程序的效率和可维护性02线性数据结构数组总结词数组是线性数据结构中最基本的数据存储方式,它以连续的内存空间为基础,通过索引直接访问数据元素详细描述数组是一种具有固定长度的线性数据结构,它按照一定的顺序排列存储在连续的内存空间中数组的每个元素都有一个唯一的索引,通过索引可以直接访问数组中的元素数组的优点是访问速度快,但缺点是长度固定,无法动态扩展链表总结词链表是一种动态分配内存的线性数据结构,它通过指针链接各个节点,实现数据的存储和访问详细描述链表由一系列节点组成,每个节点包含数据和指向下一个节点的指针链表的内存空间可以动态分配,根据需要增减节点链表的优点是可动态扩展,但访问速度较慢,因为需要通过指针链接访问节点栈总结词栈是一种后进先出(LIFO)的数据结构,它只允许在固定的一端进行插入和删除操作详细描述栈是一种特殊的线性数据结构,它遵循后进先出原则,即最后进入栈的元素最先被取出栈只允许在固定的一端进行插入和删除操作,通常称为栈顶栈的优点是插入和删除速度快,常用于实现子程序的调用和返回操作队列总结词队列是一种先进先出(FIFO)的数据结构,它只允许在固定的一端插入元素,在另一端删除元素详细描述队列是一种特殊的线性数据结构,它遵循先进先出原则,即最先进入队列的元素最先被取出队列只允许在固定的一端插入元素,另一端删除元素队列的优点是插入速度较快,常用于实现任务调度、打印任务等场景03非线性数据结构树定义操作树是一种非线性数据结构,由常见的树操作包括插入、删除、节点和边组成,其中节点表示查找等数据元素,边表示节点之间的关系分类应用根据节点的度数,树可以分为树在计算机科学中广泛应用于二叉树、三叉树、多叉树等表示层次结构、文件系统、决策树等图定义分类图是由节点和边组成的集合,节点和根据边的有无,图可以分为有向图和边之间存在关联关系无向图;根据节点的连通性,图可以分为连通图和非连通图操作应用常见的图操作包括遍历、搜索、最小图在计算机科学中广泛应用于网络路生成树等由、社交网络分析、交通规划等哈希表定义哈希表是一种通过哈希函数将键映射到桶中的数据结构,用于快速查找、插入和删除数据元素特性哈希表具有平均时间复杂度为O1的查找、插入和删除操作应用哈希表在计算机科学中广泛应用于实现关联数组、快速查找等04数据结构操作插入操作插入定义顺序存储结构插入在数据结构中插入一个新元素的操作在顺序存储结构中插入元素需要移动已有的元素,时间复杂度为On链式存储结构插入二叉搜索树插入在链式存储结构中插入元素只需修改指针,在二叉搜索树中插入元素需要找到合适的时间复杂度为O1位置,时间复杂度为Oh,其中h为树的高度删除操作删除定义顺序存储结构删除在数据结构中删除一个元素的操作在顺序存储结构中删除元素需要移动已有的元素,时间复杂度为On链式存储结构删除二叉搜索树删除在链式存储结构中删除元素只需修改指针,时间复杂度为在二叉搜索树中删除元素需要找到要删除的节点和它的前O1驱或后继节点,时间复杂度为Oh,其中h为树的高度查找操作顺序存储结构查找在顺序存储结构中查找元素需要遍历整个数据结构,时间复杂度为On查找定义在数据结构中查找一个元素的操作二叉搜索树查找在二叉搜索树中查找元素只需找到合适的位置,时间复杂度为Oh,其中链式存储结构查找h为树的高度在链式存储结构中查找元素需要遍历整个链表,时间复杂度为On05数据结构应用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选择排序在未排序序列中找到最小(或最大)元素,存放到排序序列的起始位置,然后再从剩余未排序元素中继续寻找最小(或最大)元素,然后放到已排序序列的末尾以此类推,直到所有元素均排序完毕图的最短路径算法Dijkstra算法Bellman-Ford算法用于计算图中单源最短路径问题,即从指定用于计算带负权重的图中的单源最短路径问的源顶点到其它所有顶点的最短路径题,即从指定的源顶点到其它所有顶点的最短路径二叉树遍历算法010203前序遍历中序遍历后序遍历先访问根节点,然后遍历先遍历左子树,然后访问先遍历左子树,然后遍历左子树,最后遍历右子树根节点,最后遍历右子树右子树,最后访问根节点06数据结构优化空间优化减少存储空间占用通过合理选择数据结构、优化数据表示和压缩等方法,减少数据在存储或传输时所需的空间例如,使用更紧凑的数据结构或编码方式,减少冗余和不必要的存储时间优化提高数据处理速度通过算法优化、数据预处理、并行处理等技术,加快数据的处理速度例如,使用快速排序或归并排序替代冒泡排序,减少算法的时间复杂度平衡优化兼顾空间和时间效率在空间和时间效率之间寻找平衡点,既满足数据存储和传输的需求,又保证数据处理的速度例如,根据实际应用场景选择合适的数据结构和算法,以实现更好的综合性能THANKS感谢观看。