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目录数据结构基础01树形结构03查找算法05线性结构02图结构04排序算法06
数据结构基础01
数据结构定义数据结构是计算机存储、组织数据的方式,它包括数据的逻辑结构和物理存储。数据结构的概念ADT是数据结构的高级描述,它将数据以及操作封装起来,隐藏实现细节,提供接口。抽象数据类型(ADT)数据类型定义了数据的性质,而数据结构则描述了数据之间的关系,如数组、链表等。数据类型与结构010203
数据结构分类01线性结构线性结构包括数组、链表、栈和队列等,它们以单一线性序列存储数据。02非线性结构非线性结构如树和图,用于表示多对多关系,如家族树、社交网络等。03动态数据结构动态数据结构如堆、散列表,它们的大小可以根据需要动态调整。04静态数据结构静态数据结构如数组,其大小在创建时确定,之后不可更改。
基本操作与算法搜索算法插入操作03线性搜索和二分搜索是两种常见的搜索算法,用于在数据集中查找特定元素。删除操作01在数组或链表中插入元素时,需调整数据结构以保持元素的有序性或链接的连续性。02从数据结构中删除元素,可能涉及更新指针、调整数组大小或重新链接节点。排序算法04冒泡排序、选择排序、插入排序等是基础排序算法,用于对数据集进行排序。
线性结构02
线性表01顺序存储结构线性表的顺序存储结构使用连续的存储单元来存储数据元素,如数组。02链式存储结构链式存储结构通过指针将一系列存储单元链接起来,每个节点包含数据和指向下一个节点的指针。03线性表的插入操作在链式存储的线性表中插入元素时,需要调整指针,以保持链表的连续性。04线性表的删除操作删除操作涉及修改指针,以移除特定节点,并保持线性表的完整性。
栈和队列栈是一种后进先出(LIFO)的数据结构,例如浏览器的后退功能就是利用栈实现的。01队列是一种先进先出(FIFO)的数据结构,如打印任务的排队处理就是队列应用的一个例子。02栈的主要操作包括push(入栈)和pop(出栈),用于数据的添加和移除。03队列的操作主要有enqueue(入队)和dequeue(出队),用于管理数据的顺序处理。04栈的基本概念队列的基本概念栈的操作队列的操作
串操作串是由零个或多个字符组成的有限序列,通常用字符串来表示。串的定义与表示0102包括串的赋值、连接、比较、子串提取等,是处理文本数据的基础。串的基本操作03实现从主串中查找与模式串相匹配的子串,如KMP算法在文本搜索中的应用。串的模式匹配
树形结构03
树的概念树是由节点和边组成的非线性数据结构,用于表示元素之间的层次关系。树的定义介绍树中的根节点、子节点、父节点、叶节点等基本概念,以及它们在树结构中的作用。树的术语阐述树结构的特性,如每个节点都有一个父节点(根节点除外),以及节点的子树是不相交的。树的特性
二叉树操作01包括前序遍历、中序遍历和后序遍历,是访问树中每个节点的常用方法。二叉树的遍历02在二叉搜索树中插入新节点时,需遵循特定规则以保持树的有序性。二叉树的插入03删除节点时需考虑其子节点的情况,可能涉及节点的替换或调整。二叉树的删除04为维持树的平衡,可能需要进行旋转操作,如AVL树的平衡调整。二叉树的平衡调整
平衡树与B树AVL树的定义与特性AVL树是一种自平衡二叉搜索树,任何节点的两个子树的高度最大差别为1,保证了查询效率。B+树的特点与优势B+树是B树的变种,所有数据都存储在叶子节点,非叶子节点仅作为索引,提高了查询效率。红黑树的基本原理B树的结构与应用红黑树通过旋转和重新着色等操作保持平衡,确保最长路径不会超过最短路径的两倍。B树是一种多路平衡查找树,广泛用于数据库和文件系统中,以优化磁盘读写操作。
图结构04
图的基本概念图是由顶点(节点)和连接顶点的边组成的数学结构,用于表示实体间的关系。图的定义根据边的性质,图可分为无向图和有向图;根据边是否带权值,可分为加权图和非加权图。图的分类图可以通过邻接矩阵、邻接表或边列表等多种方式在计算机中表示和存储。图的表示方法图的遍历算法包括深度优先搜索(DFS)和广度优先搜索(BFS),用于访问图中的所有顶点。图的遍历算法
图的遍历算法深度优先搜索(DFS)DFS通过递归或栈实现,用于遍历图的节点,常用于解决迷宫问题和拓扑排序。广度优先搜索(BFS)BFS使用队列实现,逐层访问节点,适用于最短路径问题和社交网络分析。
最短路径与拓扑排序Dijkstra算法用于计算图中单源最短路径,广泛应用于网络路由和地图导航。Dijkstra算法Bellman-Ford算法能处理包含负权边的图,用于找出图中单源最短路径。Bellman-Ford算法拓扑排序是针对有向无环图(DAG)的一种排序方法,常用于项目管理中的任务调度。拓扑排序过程Floyd-Wars