《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)習(xí)資料》課件

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)習(xí)資料》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)算法數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)應(yīng)用場(chǎng)景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(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)的組織形式，它定義了數(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)存儲(chǔ)、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(jì)算機(jī)科學(xué)和軟件工程領(lǐng)域的重要概念，它影響著程序的性能和效率。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的定義數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)能夠有效地組織和處理數(shù)據(jù)，提高程序的性能和效率。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)能夠解決現(xiàn)實(shí)世界中的問(wèn)題，如搜索引擎、社交網(wǎng)絡(luò)等。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是計(jì)算機(jī)科學(xué)和軟件工程的基礎(chǔ)，它是解決復(fù)雜問(wèn)題的重要工具。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的重要性包括數(shù)組、鏈表、棧、隊(duì)列等。線性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括二叉樹(shù)、多叉樹(shù)、B樹(shù)、紅黑樹(shù)等。樹(shù)形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括鄰接矩陣、鄰接表等。圖狀數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括哈希表、哈希映射等。哈希數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的分類02線性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)組總結(jié)詞數(shù)組是一種線性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，通過(guò)連續(xù)的內(nèi)存空間存儲(chǔ)數(shù)據(jù)元素。詳細(xì)描述數(shù)組具有固定的長(zhǎng)度，每個(gè)元素可以通過(guò)索引訪問(wèn)。它適合存儲(chǔ)大量同類型的數(shù)據(jù)，并且可以通過(guò)計(jì)算得出任意元素的內(nèi)存地址?？偨Y(jié)詞數(shù)組的插入和刪除操作需要移動(dòng)大量元素，時(shí)間復(fù)雜度較高。詳細(xì)描述在數(shù)組中插入或刪除元素時(shí)，可能需要移動(dòng)大量元素來(lái)保持?jǐn)?shù)組的有序性，因此時(shí)間復(fù)雜度較高?？偨Y(jié)詞鏈表是一種線性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，通過(guò)指針鏈接各個(gè)節(jié)點(diǎn)。總結(jié)詞鏈表中的節(jié)點(diǎn)在內(nèi)存中可能分散存儲(chǔ)，訪問(wèn)特定元素需要遍歷鏈表。詳細(xì)描述由于鏈表中的節(jié)點(diǎn)在內(nèi)存中可能分散存儲(chǔ)，訪問(wèn)特定元素需要從頭節(jié)點(diǎn)開(kāi)始遍歷鏈表，因此訪問(wèn)特定元素的時(shí)間復(fù)雜度較高。詳細(xì)描述鏈表中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)包含數(shù)據(jù)和指向下一個(gè)節(jié)點(diǎn)的指針，鏈表的長(zhǎng)度可以在運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)變化。鏈表適合存儲(chǔ)大量不同類型的數(shù)據(jù)，且插入和刪除操作相對(duì)較快。鏈表03詳細(xì)描述棧的大小有限制，當(dāng)所有空間被占用時(shí)無(wú)法繼續(xù)插入新元素，此時(shí)需要擴(kuò)展棧的容量或進(jìn)行其他處理。01總結(jié)詞棧是一種后進(jìn)先出（LIFO）的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，只能在一端進(jìn)行插入和刪除操作。02總結(jié)詞棧的大小有限制，當(dāng)棧滿時(shí)無(wú)法繼續(xù)插入新元素。?？偨Y(jié)詞隊(duì)列是一種先進(jìn)先出（FIFO）的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，在一端插入新元素，在另一端移除元素?？偨Y(jié)詞隊(duì)列的大小有限制，當(dāng)隊(duì)列滿時(shí)無(wú)法繼續(xù)插入新元素。詳細(xì)描述隊(duì)列中的元素只能從一端移除，另一端則用于插入新元素。隊(duì)列常用于實(shí)現(xiàn)打印任務(wù)調(diào)度、操作系統(tǒng)任務(wù)調(diào)度等算法。詳細(xì)描述隊(duì)列的大小有限制，當(dāng)隊(duì)列滿時(shí)無(wú)法繼續(xù)插入新元素，此時(shí)需要擴(kuò)展隊(duì)列的容量或進(jìn)行其他處理。隊(duì)列03非線性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)樹(shù)的概念樹(shù)的分類樹(shù)的遍歷樹(shù)的算法樹(shù)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。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)樹(shù)的形狀，樹(shù)可以分為平衡樹(shù)、AVL樹(shù)、紅黑樹(shù)等。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。常見(jiàn)的樹(shù)算法包括樹(shù)的查找、插入、刪除等操作，以及樹(shù)的平衡、樹(shù)的重建等操作。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。圖的概念圖的分類圖的遍歷圖的算法根據(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。常見(jiàn)的圖算法包括最短路徑算法、最小生成樹(shù)算法、網(wǎng)絡(luò)流算法等。圖04數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)操作插入操作定義在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中插入一個(gè)新元素的過(guò)程。插入操作分類前插和后插。前插是指在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的前面插入新元素，后插則是在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的后面插入新元素。插入操作時(shí)間復(fù)雜度依賴于具體的插入位置和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類型。對(duì)于鏈表，插入操作的時(shí)間復(fù)雜度為O(1)，對(duì)于數(shù)組或樹(shù)等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，可能需要O(n)的時(shí)間復(fù)雜度。插入操作刪除操作定義01從數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中移除一個(gè)元素的過(guò)程。刪除操作分類02前刪和后刪。前刪是指刪除數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的第一個(gè)元素，后刪則是刪除數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的最后一個(gè)元素。刪除操作時(shí)間復(fù)雜度03同樣依賴于具體的刪除位置和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類型。對(duì)于鏈表，刪除操作的時(shí)間復(fù)雜度為O(1)，對(duì)于數(shù)組或樹(shù)等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，可能需要O(n)的時(shí)間復(fù)雜度。刪除操作查找操作分類線性查找和二分查找。線性查找是指從頭到尾依次查找，二分查找則是利用元素有序性進(jìn)行查找。查找操作時(shí)間復(fù)雜度線性查找的時(shí)間復(fù)雜度為O(n)，二分查找的時(shí)間復(fù)雜度為O(logn)。查找操作定義在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中查找一個(gè)特定元素的過(guò)程。查找操作05數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)算法冒泡排序通過(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。歸并排序?qū)蓚€(gè)或兩個(gè)以上的有序表組合成一個(gè)新的有序表。排序算法查找算法從數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的一端開(kāi)始逐個(gè)檢查每個(gè)元素，直到找到所查找的元素或檢查完所有元素。線性查找在有序的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，查找某一特定元素的位置。查找過(guò)程從數(shù)組的中間元素開(kāi)始，如果中間元素正好是要查找的元素，則搜索過(guò)程結(jié)束；如果某一特定元素大于或者小于中間元素，則在數(shù)組大于或小于中間元素的那一半中查找，而且跟開(kāi)始一樣從中間元素開(kāi)始比較。如果在某一步驟數(shù)組為空，則代表找不到。二分查找哈希查找先根據(jù)哈希函數(shù)計(jì)算待查找元素的哈希值，然后在哈希表中找到這個(gè)哈希值對(duì)應(yīng)的元素。二分查找樹(shù)查找在二分查找樹(shù)中查找某一特定元素的位置。從根節(jié)點(diǎn)開(kāi)始，如果當(dāng)前節(jié)點(diǎn)所存儲(chǔ)的元素就是要查找的元素，則查找過(guò)程結(jié)束；如果某一特定元素大于或者小于當(dāng)前節(jié)點(diǎn)所存儲(chǔ)的元素，則在相應(yīng)位置的子樹(shù)中繼續(xù)查找，而且跟開(kāi)始一樣從中間元素開(kāi)始比較。如果在某一步驟子樹(shù)為空，則代表找不到。查找算法06數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)應(yīng)用場(chǎng)景數(shù)據(jù)庫(kù)索引數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的樹(shù)形結(jié)構(gòu)被廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)庫(kù)索引，如B樹(shù)、B+樹(shù)等，用于提高查詢效率。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)優(yōu)化數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和組織方式，如哈希表、鏈表、堆等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，能夠優(yōu)化數(shù)據(jù)的讀寫性能。事務(wù)處理數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中的事務(wù)處理涉及到數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的并發(fā)控制和鎖機(jī)制，如樂(lè)觀鎖和悲觀鎖等。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)進(jìn)程管理操作系統(tǒng)的進(jìn)程管理和調(diào)度中，會(huì)使用到數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如隊(duì)列和棧，來(lái)實(shí)現(xiàn)進(jìn)程的排隊(duì)和執(zhí)行。內(nèi)存管理操作系統(tǒng)的內(nèi)存管理中，會(huì)使用到數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如鏈表和哈希表，來(lái)實(shí)現(xiàn)內(nèi)存的分配和回收。文件系統(tǒng)操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)中，會(huì)使用到數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如B樹(shù)等，來(lái)實(shí)現(xiàn)文件的快速查找和讀寫。操作系統(tǒng)030201機(jī)器學(xué)習(xí)算法中會(huì)使用到各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)