什么是数据结构?

在本文中,您将了解什么是数据结构,以及各种数据结构的特性。

什么是数据结构?

数据结构是一种用于存储和组织数据的存储器。它是一种在计算机上排列数据的方式,以便可以有效地访问和更新数据。

根据您的实际项目和需求,选择正确的数据结构很重要。例如,如果您想在内存中顺序存储数据,那么您可以选择使用数组数据结构。

数组将数据按顺序存储在数组数据结构中
数组数据结构的内存表示

注意:数据结构和数据类型略有不同。数据结构是按特定顺序排列的数据类型的集合。

数据结构的类型

基本上,数据结构分为两类:

  • 线性数据结构
  • 非线性数据结构

让我们继续了解每种数据结构。

线性数据结构

在线性数据结构中,元素依次排列。由于元素按特定顺序排列,因此易于实现。

但是,当程序的复杂性增加时,由于操作复杂性,线性数据结构可能不是最佳选择。

常用的线性数据结构有:

  • 数组
  • 堆栈
  • 队列
  • 链表

数组数据结构

在数组中,内存中的元素排列在连续的内存中。数组的所有元素都属于同一类型。数组通过索引访问和获取元素。

数组
数组

不同编程语言中的数组用法可能并不相同。要了解更多信息,请访问Java 数组, C 数组, C++ 数组, JavaScript 数组

堆栈数据结构

在栈数据结构中,元素按照后进先出原则存储。也就是说,存储在堆栈中的最后一个元素将首先被删除。

它的工作原理就像一一摞盘子盘子,其中最后一个放在一堆盘子上的盘子将首先被移除。要了解更多信息,请访问堆栈数据结构

堆
在堆栈中,操作只能从顶端执行。

队列数据结构

与堆栈不同,队列数据结构按照先进先出原则工作,即首先删除存储在队列中的第一个元素。

它的工作原理就像在售票柜台排队的人,队列中的第一个人将首先获得票。要了解更多信息,请访问队列数据结构

队列
在队列中,添加和删除是从不同的端进行的。

链表数据结构

在链表数据结构中,数据元素通过一系列节点连接起来。并且,每个节点都包含数据项和到下一个节点的地址。

要了解更多信息,请访问链表数据结构

一个链表
一个链表

非线性数据结构

与线性数据结构不同,非线性数据结构中的元素没有任何顺序。相反,它们以分层方式排列,其中一个元素将连接到一个或多个元素。

非线性数据结构进一步分为基于图和树的数据结构。

图数据结构

在图数据结构中,每个节点称为顶点,每个顶点通过边连接到其他顶点。

要了解更多信息,请访问图数据结构

图数据结构示例
图数据结构示例

下面是一些常用的基于图的数据结构:

  • 生成树和最小生成树
  • 强连接组件
  • 邻接矩阵
  • 邻接表

树数据结构

与图类似,树也是顶点和边的集合。但是,在树数据结构中,两个顶点之间只能有一条边。

要了解更多信息,请访问树数据结构

树数据结构示例
树数据结构示例

下面是一些常用的基于树的数据结构:

  • 二叉树
  • 二叉搜索树
  • AVL 树
  • B 树
  • B+树
  • 红黑树

线性与非线性数据结构的区别

现在我们了解了线性和非线性数据结构,让我们看看它们之间的主要区别。

线性数据结构 非线性数据结构
数据项按顺序排列,一个接一个。 数据项以非连续顺序(分层方式)排列。
所有项目都存在于单层上。 数据项存在于不同的层中。
它可以在一次运行中遍历。也就是说,如果我们从第一个元素开始,我们可以一次遍历所有元素。 它需要多次运行。也就是说,如果我们从第一个元素开始,可能无法一次遍历所有元素。
内存利用率不高。 不同的结构根据需要以不同的有效方式利用内存。
时间复杂度随着数据量的增加而增加。 时间复杂度保持不变。
示例:数组、堆栈、队列 示例:树、图形、地图

为什么是数据结构?

有关数据结构的知识可帮助您了解每个数据结构的工作原理。并且,基于此,您可以为您的项目选择正确的数据结构。

这有助于您编写内存和时间高效的代码。

要了解有关数据结构重要性的更多信息,请访问为什么学习数据结构?