《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)概論》課件

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)概論》ppt課件數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介線性數(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)用目錄01數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是一種組織數(shù)據(jù)的方式，它描述了數(shù)據(jù)元素之間的邏輯關(guān)系。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是計(jì)算機(jī)科學(xué)中的基本概念，用于解決數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和操作問(wèn)題。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)通常包括線性結(jié)構(gòu)、樹(shù)形結(jié)構(gòu)、圖形結(jié)構(gòu)等類型。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的定義數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)能夠有效地組織和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，提高數(shù)據(jù)的管理和使用效率。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)能夠影響程序的性能和可維護(hù)性，是軟件開(kāi)發(fā)中不可或缺的組成部分。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是計(jì)算機(jī)科學(xué)中的核心概念，是算法設(shè)計(jì)和分析的基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的重要性線性結(jié)構(gòu)樹(shù)形結(jié)構(gòu)圖形結(jié)構(gòu)文件結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的分類01020304包括數(shù)組、鏈表、棧、隊(duì)列等。包括二叉樹(shù)、多叉樹(shù)、B樹(shù)、紅黑樹(shù)等。包括圖、網(wǎng)絡(luò)、有向圖、無(wú)向圖等。包括順序文件、索引文件、散列文件等。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)，它使用連續(xù)的內(nèi)存空間來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)?？偨Y(jié)詞數(shù)組是一種基本的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它使用一塊連續(xù)的內(nèi)存空間來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。在數(shù)組中，每個(gè)元素都有一個(gè)固定的索引，可以通過(guò)索引來(lái)訪問(wèn)和修改元素。數(shù)組的優(yōu)點(diǎn)是訪問(wèn)速度快，缺點(diǎn)是插入和刪除操作需要移動(dòng)大量元素。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)，它使用非連續(xù)的內(nèi)存空間來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。詳細(xì)描述鏈表是一種常見(jiàn)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它使用非連續(xù)的內(nèi)存空間來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。在鏈表中，每個(gè)元素都有一個(gè)指向下一個(gè)元素的指針。鏈表的優(yōu)點(diǎn)是插入和刪除操作速度快，不需要移動(dòng)大量元素，缺點(diǎn)是訪問(wèn)速度較慢。鏈表總結(jié)詞棧是一種后進(jìn)先出（LIFO）的線性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。詳細(xì)描述棧是一種特殊的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它遵循后進(jìn)先出（LIFO）的原則。在棧中，只能訪問(wèn)棧頂元素，插入和刪除操作都在棧頂進(jìn)行。棧的優(yōu)點(diǎn)是插入和刪除操作速度快，缺點(diǎn)是訪問(wèn)其他元素需要先移除相關(guān)元素。棧隊(duì)列是一種先進(jìn)先出（FIFO）的線性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)?？偨Y(jié)詞隊(duì)列是一種常見(jiàn)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它遵循先進(jìn)先出（FIFO）的原則。在隊(duì)列中，只能訪問(wèn)隊(duì)首元素，插入操作在隊(duì)尾進(jìn)行，刪除操作在隊(duì)首進(jìn)行。隊(duì)列的優(yōu)點(diǎn)是訪問(wèn)隊(duì)首元素速度快，缺點(diǎn)是插入和刪除操作較慢。詳細(xì)描述隊(duì)列03非線性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)樹(shù)是一種非線性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，由節(jié)點(diǎn)和邊組成，其中節(jié)點(diǎn)表示數(shù)據(jù)元素，邊表示節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系。樹(shù)的概念根據(jù)節(jié)點(diǎn)的度數(shù)，樹(shù)可以分為二叉樹(shù)、三叉樹(shù)、多叉樹(shù)等。根據(jù)節(jié)點(diǎn)是否有孩子，樹(shù)可以分為空樹(shù)、單支樹(shù)和多支樹(shù)。樹(shù)的分類樹(shù)的遍歷是指按照某種順序訪問(wèn)樹(shù)中的節(jié)點(diǎn)，可以分為前序遍歷、中序遍歷和后序遍歷。樹(shù)的遍歷為了提高樹(shù)的查找效率，可以采用平衡樹(shù)的方法，如AVL樹(shù)和紅黑樹(shù)等。樹(shù)的平衡樹(shù)ABCD圖的概念圖是由節(jié)點(diǎn)和邊組成的集合，其中節(jié)點(diǎn)表示數(shù)據(jù)元素，邊表示節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系。圖的遍歷圖的遍歷是指按照某種順序訪問(wèn)圖中的節(jié)點(diǎn)和邊，可以分為深度優(yōu)先遍歷和廣度優(yōu)先遍歷。最小生成樹(shù)為了在圖中找到連接所有節(jié)點(diǎn)的邊集合，可以采用最小生成樹(shù)算法，如Kruskal算法和Prim算法等。圖的分類根據(jù)邊的性質(zhì)，圖可以分為有向圖和無(wú)向圖。根據(jù)節(jié)點(diǎn)的連通性，圖可以分為連通圖和非連通圖。圖哈希表的概念哈希表是一種通過(guò)哈希函數(shù)將鍵映射到桶中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，可以快速查找鍵對(duì)應(yīng)的值。哈希表的查找性能哈希表的查找性能與哈希函數(shù)的設(shè)計(jì)、裝載因子等有關(guān)。當(dāng)裝載因子較小時(shí)，哈希表的查找性能較好；當(dāng)裝載因子較大時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)哈希沖突，導(dǎo)致查找性能下降。哈希表的擴(kuò)容與收縮當(dāng)哈希表中的元素?cái)?shù)量超過(guò)一定閾值時(shí)，需要進(jìn)行擴(kuò)容；當(dāng)哈希表中的元素?cái)?shù)量過(guò)少時(shí)，可以進(jìn)行收縮，以提高哈希表的查找性能。哈希函數(shù)的設(shè)計(jì)哈希函數(shù)的設(shè)計(jì)需要考慮散列沖突、哈希表的裝載因子等。常用的哈希函數(shù)有除法取余法、乘法取余法等。哈希表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(gè)新元素，保持?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的有序性。插入操作定義前插和后插，根據(jù)插入位置的不同，插入操作可分為順序插入和鏈?zhǔn)讲迦搿２迦氩僮鞯姆诸愒陧樞虼鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)中，插入操作需要將新元素插入到正確的位置，并將后續(xù)元素向后移動(dòng)一位。順序插入在鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)中，插入操作需要找到正確的位置，并在該位置插入新節(jié)點(diǎn)。鏈?zhǔn)讲迦氩迦氩僮鲝臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中刪除一個(gè)元素，保持?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的有序性。刪除操作定義刪除操作的分類順序刪除鏈?zhǔn)絼h除前刪和后刪，根據(jù)刪除位置的不同，刪除操作可分為順序刪除和鏈?zhǔn)絼h除。在順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中，刪除操作需要找到要?jiǎng)h除的元素，并將其后面的元素向前移動(dòng)一位。在鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)中，刪除操作需要找到要?jiǎng)h除的節(jié)點(diǎn)，并將其從鏈表中移除。刪除操作查找操作定義在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中查找一個(gè)元素的位置或是否存在。順序查找在順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中，從第一個(gè)元素開(kāi)始逐個(gè)比較，直到找到目標(biāo)元素或遍歷完整個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。查找操作的分類線性查找和二分查找，根據(jù)查找方法的不同，查找操作可分為順序查找和哈希查找。二分查找在有序數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，每次比較中間元素，將數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分為兩部分，縮小查找范圍，直到找到目標(biāo)元素或確定不存在。查找操作05數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)應(yīng)用VS通過(guò)重復(fù)地遍歷待排序的數(shù)列，一次比較兩個(gè)元素，如果他們的順序錯(cuò)誤就把他們交換過(guò)來(lái)。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(shuō)該數(shù)列已經(jīng)排序完成?？焖倥判蛲ㄟ^(guò)一趟排序?qū)⒁判虻臄?shù)據(jù)分割成獨(dú)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(duì)這兩部分?jǐn)?shù)據(jù)分別進(jìn)行快速排序，整個(gè)排序過(guò)程可以遞歸進(jìn)行，以此達(dá)到整個(gè)數(shù)據(jù)變成有序序列。冒泡排序排序算法用于計(jì)算有向圖中從一個(gè)頂點(diǎn)到其它所有頂點(diǎn)的最短路徑。Dijkstra算法用于計(jì)算帶負(fù)權(quán)重的有向圖中單源最短路徑問(wèn)題。Bellm