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简单数据结构

数据结构是在计算机中存储、组织数据的方式。小到变量、数组，大到线段树、平衡树，都是数据结构。

程序运行离不开数据结构，不同的数据结构又各有优劣，能够处理的问题各不相同，而根据具体问题选取合适的数据结构，可以大大提升程序的效率。所以，学习各种各样的数据结构是很有必要的。

此处我们列举了一些最基本、最常用的简单数据结构，大家应熟练掌握。

链表

链表（Linked List）是一种动态数据结构，由一系列节点（Node）组成，每个节点包含数据元素和指向下一个节点的指针。与数组不同，链表中的元素在内存中不必是连续存储的，插入和删除操作可以在常数时间内完成，因此链表特别适合于频繁插入和删除的场景。

链表的常见类型

  • 单向链表
  • 双向链表
  • 循环链表

需要掌握：

  • 链表的基本操作
  • 链表的实现
  • 链表的应用

栈

栈（Stack）它遵循后进先出（Last In, First Out, LIFO）的原则，也被称为 LIFO 表，也就是说，最后被插入栈的数据是最先被取出的。栈在计算机科学中有着广泛的应用，如函数调用的管理、表达式求值、撤销操作等。

需要掌握：

  • 栈的基本操作
  • 栈的实现
  • 栈的应用

队列

队列（Queue）遵循先进先出（First In, First Out, FIFO）的原则，也被称为 FIFO 表。这意味着最先加入队列的元素会最先被移除。队列广泛应用于计算机系统中，例如任务调度、消息传递和缓冲区管理。

队列的类型

  1. 普通队列
  2. 双端队列（Deque）
  3. 优先队列（Priority Queue）

需要掌握：

  • 队列的基本操作
  • 队列的实现
  • 队列的应用

树

树（Tree）是一种层次型的数据结构，由节点（Node）组成，其中每个节点包含一个数据元素和若干子节点的引用。树结构的特点是每个节点至多有一个父节点（除了根节点没有父节点）和零个或多个子节点。树广泛应用于各种计算机科学和数据处理任务，如文件系统、数据库索引、搜索引擎等。

常见的树的类型

  1. 二叉树
  2. 二叉搜索树
  3. 平衡树
  4. N叉树
  5. Trie（前缀树）

需要掌握：

  • 树的基本操作

重点掌握树的遍历，包括前序遍历、中序遍历、后序遍历、层次遍历

  • 树的实现

重点掌握二叉树的实现和相关操作

  • 树的应用

图

图（Graph）是一种数据结构，用于表示元素之间的关系。图由一组 节点（也称为 顶点）和连接这些节点的 边 组成。图可以用于建模各种现实世界的关系，如社交网络、交通网络、电路设计等。

图的分类

  1. 无向图（Undirected Graph）：边没有方向，连接的两个顶点之间没有优先级关系。
  2. 有向图（Directed Graph）：边有方向，连接的两个顶点之间有优先级关系。
  3. 带权图（Weighted Graph）：边带有权重，表示顶点之间的连接强度、距离或成本。
  4. 无环图（Acyclic Graph）：图中没有任何回路。
  5. 树（Tree）：一种特殊的无环连通图，其中任意两个顶点之间有且只有一条路径。

需要掌握

  • 图的表示方法

  • 邻接矩阵

  • 邻接表

  • 链式前向星

  • 图的基本操作

重点掌握图的遍历，包括深度优先搜索（dfs）和广度优先搜索（bfs）

  • 图的应用