数据结构基本概念

基础概念

💡 低优先级

不会直接考察类型,这里作为一个总览,帮助大家理清考题中会涉及到哪些数据结构。

数据结构

数据结构(Data Structure)是 存储、组织和管理数据的方式 ,它不仅决定了数据的存储形式,也影响数据访问和操作的效率。

分类

考试中涉及的数据结构可以分为以下几种:

  1. 线性结构 (元素之间有顺序关系)
  • 数组(Array) :连续内存,随机访问快,插入删除慢
  • 链表(Linked List) :节点通过指针连接,插入删除快,访问慢
  • 栈(Stack) :后进先出(LIFO),用于函数调用、表达式求值
  • 队列(Queue) :先进先出(FIFO),用于任务调度
  • 双端队列(Deque) :两端都可以操作
  1. 树形结构 (元素之间有层级关系)
  • 二叉树(Binary Tree)
  • 二叉搜索树(BST)
  • 堆(Heap) :优先队列实现
  • 平衡树(AVL、红黑树)
  1. 图结构 (元素之间有网络关系)
  • 有向图 / 无向图
  • 邻接矩阵 / 邻接表存储
  • 常用于路径搜索、社交网络建模
  1. 散列表(Hash Table)
  • 通过哈希函数实现快速查找
  • 常用于字典、缓存

算法

算法(Algorithm)是 解决问题的一系列步骤或方法 ,用来操作数据结构,实现具体功能。

数据结构和算法的关系

  • 数据结构提供“容器”
  • 算法提供“操作方法”
  • 好的数据结构可以让算法更高效
  • 算法的设计也依赖数据结构特性

💡 举例:

  • 用数组实现栈 → 可以快速访问栈顶
  • 用链表实现队列 → 插入删除都很快
  • 用堆实现优先队列 → 可以快速找最大/最小值
  • 用图 + BFS → 可以找最短路径