数据结构重要概念清单

数据结构重要概念清单

数据结构是计算机科学中的一个核心概念，以下是一些比较重要的概念清单，你可以对照检查自己的掌握情况：

一、基本概念

• 数据：所有能被计算机识别、存储和处理的符号的集合。
• 数据元素：数据的基本单位，具有完整确定的实际意义。
• 数据对象：具有相同性质的数据元素的集合，是数据的一个子集。
• 数据结构：相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合，是数据组织、管理和存储的框架。
• 数据类型：一个值的集合和定义在该值上的一组操作的总称。
• 抽象数据类型：由用户定义的一个数学模型与定义在该模型上的一组操作，由基本的数据类型构成。

二、数据结构的三要素

• 逻辑结构：数据元素之间抽象的相互关系，与数据的存储无关，独立于计算机，是从具体问题中抽象出来的数学模型。常见的逻辑结构包括：
  • 集合：数据结构中的元素之间除了“同属一个集合”的相互关系外，别无其他关系。
  • 线性结构：数据结构中的元素存在一对一的相互关系，如数组、链表、栈和队列。
  • 树形结构：数据结构中的元素存在一对多的相互关系，如二叉树、AVL树等。
  • 图形结构：数据结构中的元素存在多对多的相互关系。
• 存储结构：数据元素及其关系在计算机存储器中的存储方式，也称为物理结构。常用的存储结构有：
  • 顺序存储结构：借助元素在存储器中的相对位置来表示数据元素之间的逻辑关系，如数组。
  • 链式存储结构：借助指示元素存储地址的指针来表示数据元素之间的逻辑关系，如链表。
• 数据的运算：插入、删除、修改、查找、排序等。

三、常见数据结构

• 数组：一种聚合数据类型，将具有相同类型的若干变量有序地组织在一起的集合。数组是最基本的数据结构，支持高效的随机访问，但插入和删除操作可能较为耗时。
• 链表：一种数据元素按照链式存储结构进行存储的数据结构，具有在物理上非连续的特点。链表由一系列数据结点构成，每个数据结点包括数据域和指针域两部分。链表支持高效的插入和删除操作，但随机访问效率较低。
• 栈：一种特殊的线性表，只能在表的固定端进行数据结点的插入和删除操作。栈遵循后进先出（LIFO）的原则。
• 队列：一种特殊的线性表，按照先进先出的原则来存储数据。队列只允许在表的一端进行插入操作（队尾），而在另一端进行删除操作（队头）。
• 树：典型的非线性结构，由n（n>0）个有限结点组成的一个具有层次关系的集合。在树结构中，有且仅有一个根结点，该结点没有前驱结点；树结构中的其他结点都有且仅有一个前驱结点。常见的树结构有二叉树、平衡树、B树等。
• 图：另一种非线性数据结构，由一个有限的集合作为结点集合，以及一个无序对（对应无向图）或有序对（对应有向图）的集合作为边的集合组成。如果两个结点之间存在一条边，那么就表示这两个结点具有相邻关系。图结构常用于表示复杂的关系网络。
• 堆：一种特殊的树形数据结构，一般讨论的堆都是二叉堆。堆的特点是根结点的值是所有结点中最小的或者最大的，并且根结点的两个子树也是一个堆结构。堆常用于实现优先队列等数据结构。
• 哈希表：结合数组和链表的特点实现的一种高效的数据查找结构。哈希表通过哈希函数将关键字映射到表中的位置来访问记录，从而实现快速查找。

四、算法与数据结构的关系

• 算法：是对特定问题求解步骤的一种描述，它是指令的有限序列，是一系列输入转换为输出的计算步骤。算法的正确性、可读性、健壮性和高效性（包括时间和空间两个方面）是衡量算法性能的重要指标。
• 数据结构与算法的关系：数据结构是算法实现的基础，合理的数据结构选择可以大大提高算法的效率。同时，算法的优化也可以进一步发挥数据结构的优势。

以上就是数据结构中的一些重要概念清单。你可以对照这些概念检查自己的掌握情况，并针对性地进行学习和巩固。

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