《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)重點》課件

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)重點》ppt課件目錄CONTENTS數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)概述線性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)非線性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)操作數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)應(yīng)用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化01數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)概述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是計算機(jī)中組織數(shù)據(jù)的方式，它涉及到數(shù)據(jù)的邏輯關(guān)系和物理表示。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是計算機(jī)科學(xué)和軟件工程領(lǐng)域的重要概念，它涉及到數(shù)據(jù)的組織、存儲和操作等方面。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是算法和數(shù)據(jù)管理的關(guān)鍵，它能夠影響程序的性能和可維護(hù)性。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的定義

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的重要性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是計算機(jī)科學(xué)和軟件工程的基礎(chǔ)，它涉及到數(shù)據(jù)的組織、存儲和操作等方面。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)能夠影響程序的性能和可維護(hù)性，因此它是算法設(shè)計和分析的基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是解決復(fù)雜問題的關(guān)鍵，它能夠提高程序的效率和可重用性。根據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中數(shù)據(jù)的邏輯關(guān)系，可以分為線性結(jié)構(gòu)和非線性結(jié)構(gòu)。線性結(jié)構(gòu)包括數(shù)組、鏈表、隊列、棧等，非線性結(jié)構(gòu)包括樹、圖、集合等。根據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中數(shù)據(jù)的物理表示，可以分為順序存儲結(jié)構(gòu)和鏈?zhǔn)酱鎯Y(jié)構(gòu)。順序存儲結(jié)構(gòu)使用一段連續(xù)的內(nèi)存空間來存儲數(shù)據(jù)元素，而鏈?zhǔn)酱鎯Y(jié)構(gòu)使用指針來連接各個數(shù)據(jù)元素。根據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的用途，可以分為基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和派生數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)?；緮?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括線性表、棧、隊列、樹等，派生數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括哈希表、優(yōu)先級隊列、最小堆等。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的分類02線性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)組是一種線性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用于存儲相同類型的數(shù)據(jù)元素?？偨Y(jié)詞數(shù)組在內(nèi)存中占據(jù)一塊連續(xù)的空間，通過索引訪問元素，具有隨機(jī)存取的特點。數(shù)組的常見操作包括插入、刪除和查找。詳細(xì)描述數(shù)組總結(jié)詞鏈表是一種線性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，通過指針鏈接各個節(jié)點。詳細(xì)描述鏈表中的每個節(jié)點包含數(shù)據(jù)和指向下一個節(jié)點的指針。鏈表具有動態(tài)分配內(nèi)存的特性，可根據(jù)需要增長或縮小。鏈表的主要操作包括插入、刪除和遍歷。鏈表總結(jié)詞棧是一種后進(jìn)先出（LIFO）的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用于存儲和操作一組有序的元素。詳細(xì)描述棧具有兩個主要操作：壓入和彈出。新元素總是添加到棧頂，而彈出操作則移除棧頂元素。棧在實現(xiàn)函數(shù)調(diào)用、遞歸和深度優(yōu)先搜索等算法中具有重要作用。棧隊列是一種先進(jìn)先出（FIFO）的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用于存儲和操作一組有序的元素。隊列的特點是元素出隊順序與入隊順序相反。隊列的主要操作包括入隊、出隊和遍歷。隊列在操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通信和圖形渲染等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。隊列詳細(xì)描述總結(jié)詞03非線性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)樹是一種非線性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，由節(jié)點和邊組成，其中節(jié)點表示數(shù)據(jù)元素，邊表示節(jié)點之間的關(guān)系。樹具有層次結(jié)構(gòu)，根節(jié)點位于最頂層，其他節(jié)點按層次順序向下排列。樹有多種類型，如二叉樹、三叉樹、B樹等，每種類型的樹都有其特定的應(yīng)用場景。樹的遍歷是樹的重要操作之一，包括前序遍歷、中序遍歷和后序遍歷等。01020304樹圖是一種非線性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，由節(jié)點和邊組成，其中節(jié)點表示數(shù)據(jù)元素，邊表示節(jié)點之間的關(guān)系。圖有多種類型，如無向圖、有向圖、加權(quán)圖等，每種類型的圖都有其特定的應(yīng)用場景。圖具有靈活性，節(jié)點和邊可以任意添加或刪除，適用于表示復(fù)雜的關(guān)系和網(wǎng)絡(luò)。圖的搜索是圖的重要操作之一，包括深度優(yōu)先搜索、廣度優(yōu)先搜索等。圖04數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)操作在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中插入一個新元素，以保持?jǐn)?shù)據(jù)的有序性或完整性。插入操作定義根據(jù)不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類型，插入操作可以分為在數(shù)組、鏈表、樹等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的插入操作。插入操作的分類在某些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，插入操作的復(fù)雜度可能較高，例如二叉搜索樹中的插入操作需要遍歷樹找到合適的位置。插入操作的復(fù)雜度插入操作刪除操作的分類根據(jù)不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類型，刪除操作可以分為在數(shù)組、鏈表、樹等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的刪除操作。刪除操作定義從數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中刪除一個元素，以保持?jǐn)?shù)據(jù)的有序性或完整性。刪除操作的復(fù)雜度在某些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，刪除操作的復(fù)雜度可能較高，例如鏈表中的刪除操作需要遍歷鏈表找到要刪除的節(jié)點。刪除操作查找操作的分類根據(jù)不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類型，查找操作可以分為在數(shù)組、鏈表、樹等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的查找操作。查找操作的復(fù)雜度在某些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，查找操作的復(fù)雜度可能較高，例如無序數(shù)組中的查找操作可能需要遍歷整個數(shù)組。查找操作定義在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中查找一個元素是否存在。查找操作05數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)應(yīng)用通過重復(fù)地遍歷待排序的數(shù)列，一次比較兩個元素，如果他們的順序錯誤就把他們交換過來，遍歷數(shù)列的工作是重復(fù)地進(jìn)行直到?jīng)]有再需要交換，也就是說該數(shù)列已經(jīng)排序完成。冒泡排序通過一趟排序?qū)⒁判虻臄?shù)據(jù)分割成獨立的兩部分，其中一部分的所有數(shù)據(jù)都比另一部分的所有數(shù)據(jù)要小，然后再按此方法對這兩部分?jǐn)?shù)據(jù)分別進(jìn)行快速排序，整個排序過程可以遞歸進(jìn)行，以此達(dá)到整個數(shù)據(jù)變成有序序列?？焖倥判蚺判蛩惴ㄅ判蛩惴w并排序?qū)蓚€或兩個以上的有序表組合成一個新的有序表。堆排序利用堆這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)所設(shè)計的一種排序算法。線性查找：從數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的一端開始，順序掃描，直到找到所查元素為止。二分查找：在有序的線性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，通過把所查找的元素與中間元素比較，如果相等則查找成功；如果小于中間元素則在前半部分繼續(xù)查找；如果大于中間元素則在后半部分繼續(xù)查找，如此反復(fù)進(jìn)行，直到找到為止。哈希查找：根據(jù)關(guān)鍵碼值(Keyvalue)而直接進(jìn)行訪問的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。也就是說通過關(guān)鍵碼值映射到表中直接取得，查找時間復(fù)雜度為O(1)。樹查找：在樹結(jié)構(gòu)中進(jìn)行查找。查找算法在圖中找到兩個頂點之間距離最短的一條路徑。在一個連通加權(quán)無向圖中，一個生成樹是指一個包含圖中全部頂點的子圖，且該子圖是連通的，并且所有頂點的度都為2（即只與兩個頂點相連）。一個生成樹的權(quán)值是指該生成樹中所有邊的權(quán)值之和。在帶權(quán)連通圖中，如果存在一個生成樹，且該生成樹中的所有邊的權(quán)值之和最小，則稱該生成樹為最小生成樹。在網(wǎng)絡(luò)中尋找最大的流。最短路徑最小生成樹網(wǎng)絡(luò)流圖論問題06數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化通過數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)，減少存儲空間占用，例如Huffman編碼、LZ77等。壓縮數(shù)據(jù)稀疏矩陣存儲索引技術(shù)對于稀疏矩陣，采用特殊存儲方式，如三元組、CSR等，以減少存儲空間。利用索引技術(shù)，如B樹、B+樹等，提高數(shù)據(jù)檢索速度并減少存儲空間。030201空間優(yōu)化根據(jù)問題特性選擇合適的算法，如快速排序、歸并排序