C++_數據結構

數據結構是計算機存儲、組織數據的方式,它使得數據能夠被高效地訪問和修改。根據數據元素之間關系的不同特性,數據結構可以分為多種類型。主要可以分為兩大類:邏輯結構和物理結構(也稱存儲結構)。
一、邏輯結構(按數據元素之間的邏輯關系分類)

邏輯結構描述的是數據元素之間的抽象關系,與存儲無關。

集合結構(Set)特點:數據元素同屬一個集合,元素之間沒有其他關系。例子:{1, 3, 5, 7}線性結構(Linear Structure)特點:數據元素之間是一對一的線性關系,有唯一的前驅和后繼(除首尾元素)。常見類型:數組(Array)鏈表(Linked List)棧(Stack)——后進先出(LIFO)隊列(Queue)——先進先出(FIFO)雙端隊列(Deque)樹形結構(Tree Structure)特點:數據元素之間存在一對多的層次關系。常見類型:二叉樹(Binary Tree)二叉搜索樹(BST)平衡二叉樹(AVL Tree)堆(Heap)B樹、B+樹字典樹(Trie)圖狀結構(Graph Structure)特點:數據元素之間是多對多的關系,最為復雜。常見類型:有向圖無向圖加權圖(網絡)應用:社交網絡、地圖導航、路徑規劃等。

二、物理結構(存儲結構)

物理結構是指數據在計算機中的存儲方式。

順序存儲結構(Sequential Storage)特點:用一組連續的存儲單元依次存儲數據元素。優點:支持隨機訪問。缺點:插入/刪除效率低。例子:數組鏈式存儲結構(Linked Storage)特點:用一組任意的存儲單元存儲數據元素,通過指針鏈接。優點:插入/刪除效率高。缺點:不支持隨機訪問,需額外空間存儲指針。例子:鏈表索引存儲結構(Indexed Storage)特點:建立索引表,通過索引快速定位數據。例子:數據庫索引散列存儲結構(Hash Storage)特點:通過哈希函數將關鍵字映射到存儲位置。優點:查找速度快(平均O(1))。缺點:可能產生沖突。例子:哈希表(Hash Table)

三、常見數據結構總結表
數據結構	邏輯結構	特點	常見操作
數組	線性	連續存儲,支持隨機訪問	查找快,增刪慢
鏈表	線性	動態存儲,通過指針連接	增刪快,查找慢
棧	線性	后進先出(LIFO)	push, pop
隊列	線性	先進先出(FIFO)	enqueue, dequeue
樹	樹形	層次結構,高效查找	遍歷、插入、刪除
圖	圖狀	多對多關系	遍歷(DFS/BFS)、最短路徑
哈希表	集合/映射	快速查找	插入、刪除、查找

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