数据结构简介

Fri, 16 Aug 2024 17:37:47 +0800

数据结构简介

为了更好的理解数据库中数据的存储，组织和操作，数据结构是绕不开的一个基础项目。

系统的理解数据结构，对于高效开发是非常有必要的。对于运维工作而言，学习数据结构可以让功力加深，尤其是对软件架构部分。

常用的数据结构包括 数组、链表、堆栈、队列、树和图

1. 什么是数据结构

按照wiki的说法，数据结构是一种数据组织，以及通常为有效访问数据而选择的存储格式。更准确的说，是一种代数结构

数据结构提供给函数或者操作集合具体的数据值。定义数据结构是为了更好的使用数据。

2. 数据结构分类

为了方便理解，我们将数据结构进行了分类

线性结构:数据元素按顺序或线性排列的数据结构，其中每个元素都附加到其上一个和下一个相邻元素，称为线性数据结构
静态数据结构:静态数据结构具有固定的内存大小。访问静态数据结构中的元素更容易
动态数据结构:在动态数据结构中，大小不固定。它可以在运行时期间随机更新。这在代码的内存（空间）复杂性方面可能被认为是高效的
非线性数据结构:数据元素不按顺序或线性放置的数据结构称为非线性数据结构。在非线性数据结构中，我们无法仅通过一次遍历就访问所有元素。非线性数据结构的例子有树和图。

注意，许多数据结构是复合型的，比如B+树就是一个平衡二叉树+链表实现的，这里的数据结构只是一个轮廓，是基础。

往往人们容易将数据类型和数据结构混肴，这里给出两者的不同之处

属性 数据类型 数据结构

定义变量的形式，可以赋值。定义特定变量只会分配给定数据类型的值。不同类型数据的集合。整个数据可以用一个对象表示，并在整个程序中使用。

持有值只能持有值，但不能持有数据。因此，它是无数据的。可以在单个对象中持有多种类型的数据。

实现数据类型的实现称为抽象实现。数据结构的实现称为具体实现。

时间复杂度没有时间复杂度。在数据结构对象中，时间复杂度起着重要作用。

内存数据类型的值不存储，因为它只表示可以存储的数据类型。数据结构中，数据及其值占据计算机主内存的空间。数据结构可以在一个对象中持有不同类型和种类的数据。

示例 int, float, double 等。栈、队列、树等。


属性	数据类型	数据结构
定义	变量的形式，可以赋值。定义特定变量只会分配给定数据类型的值。	不同类型数据的集合。整个数据可以用一个对象表示，并在整个程序中使用。
持有值	只能持有值，但不能持有数据。因此，它是无数据的。	可以在单个对象中持有多种类型的数据。
实现	数据类型的实现称为抽象实现。	数据结构的实现称为具体实现。
时间复杂度	没有时间复杂度。	在数据结构对象中，时间复杂度起着重要作用。
内存	数据类型的值不存储，因为它只表示可以存储的数据类型。	数据结构中，数据及其值占据计算机主内存的空间。数据结构可以在一个对象中持有不同类型和种类的数据。
示例	int, float, double 等。	栈、队列、树等。

下面我们将对这几类主要的数据结构做一个简单介绍

2.1 数组

数组是一种线性数据结构。

它是存储在连续内存位置上的项目集合。其核心思想是将多种相同类型的项目集中存放在一个地方。这使得在相对较短的时间内处理大量数据成为可能。数组的第一个元素通过下标0进行索引。在数组中可以进行不同的操作，例如搜索、排序、插入、遍历、反转和删除。

数组的特征

数组使用基于索引的数据结构，这有助于使用索引轻松识别数组中的每个元素。
如果用户想要存储相同数据类型的多个值，则可以有效地利用数组。
数组还可以通过将数据存储在二维数组中来处理复杂的数据结构。
数组还用于实现其他数据结构，如堆栈、队列、堆、哈希表等.
数组中的搜索过程可以非常容易地完成。

数组的操作

Initialization

初始化：可以在声明时或稍后使用赋值语句用值初始化数组。
Accessing elements

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1. 什么是数据结构

2. 数据结构分类

2.1 数组