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2024年12月26日发(作者：二郎神保佑什么)
数据结构图知识点总结高中
一、线性结构
1. 线性表
线性表是数据结构中最基本的一种结构，它是由零个或多个数据元素构成的有限序列。其
中每个数据元素都只有一个前驱元素和一个后继元素，除了第一个和最后一个元素外，其
他元素都有且仅有一个前驱和一个后继。
线性表有两种基本的存储结构，分别是顺序存储结构和链式存储结构。顺序存储结构是利
用一组地址连续的存储单元来存放线性表的数据元素，而链式存储结构是通过指针来表示
数据元素之间的逻辑关系。
2. 栈
栈是一种特殊的线性表，它只能在表的一端进行插入和删除操作。栈有一个被称为栈顶的
元素，只能在栈顶进行插入和删除操作。
栈有两种经典的存储结构，分别是顺序栈和链式栈。顺序栈是利用数组来实现栈的存储和
操作，而链式栈则是利用链表来实现栈的存储和操作。
3. 队列
队列也是一种特殊的线性表，它只能在表的两端进行插入和删除操作。队列有一个被称为
队头和队尾的元素，只能在队头进行删除操作，只能在队尾进行插入操作。
队列也有两种经典的存储结构，分别是顺序队列和链式队列。顺序队列是利用数组来实现
队列的存储和操作，而链式队列则是利用链表来实现队列的存储和操作。
4. 串
串是线性表的一种特殊形式，它是由零个或多个字符构成的有限序列。串的存储结构有两
种常见的形式，分别是顺序存储结构和链式存储结构。顺序存储结构是利用数组来存储串
的字符序列，而链式存储结构是利用链表来存储串的字符序列。
二、非线性结构
1. 树
树是一种非线性结构，它是由 n (n ≥ 1) 个节点组成的有限集合，这些节点之间存在着明确
的层次关系。树的存储结构通常有两种形式，分别是双亲表示法和孩子表示法。双亲表示
法通过数组来存储树的节点和节点之间的关系，而孩子表示法则通过链表来存储树的节点
和节点之间的关系。
树有许多种特殊形式，如二叉树、平衡二叉树、多路查找树等。其中，二叉树是一种特殊
的树，它的每个节点最多有两个子节点，这两个子节点被称为左子树和右子树。
2. 图
图是一种非线性结构，它是由一组顶点和一组边组成的数据结构。图分为有向图和无向图
两种形式，有向图中的边是有方向的，而无向图中的边是无方向的。
图可以分为稠密图和稀疏图两种形式，稠密图中的边数接近于顶点数的平方，而稀疏图中
的边数远小于顶点数的平方。
三、数据结构的应用
数据结构在计算机程序设计中有许多重要的应用。其中，最常见的包括排序、查找、哈希
表等。
1. 排序
排序是一种常见的数据处理操作，它是将一组数据按照一定的规则重新排列的操作。常见
的排序算法包括冒泡排序、插入排序、选择排序、快速排序、归并排序等。
这些排序算法的实现通常都依赖于数据结构的特性，如数组、链表、树等。通过合理选择
合适的数据结构和算法，可以提高排序算法的效率和性能。
2. 查找
查找是一种常见的数据查询操作，它是在一组数据中查找特定元素的操作。常见的查找算
法包括线性查找、二分查找、哈希查找等。
这些查找算法的实现也依赖于数据结构，通过合理选择合适的数据结构和算法，可以提高
查找算法的效率和性能。
3. 哈希表
哈希表是一种优化的数据结构，它是一种通过哈希函数来实现键值对映射的数据结构。哈
希表通常用于实现集合、字典等数据结构，它可以提供快速的插入、删除和查找操作。
哈希表的性能在很大程度上取决于哈希函数的选择，合理选择哈希函数可以提高哈希表的
效率和性能。
四、数据结构的设计与分析
数据结构的设计和分析是计算机程序设计中的一个重要环节，它是对数据结构进行优化和
提升性能的过程。
1. 设计
在设计数据结构时，需要考虑数据结构的存储结构、操作和性能等方面。一种良好的数据
结构应该具有高效的存储结构和操作，并且可以满足程序设计中的需求。
设计数据结构时还需要考虑数据结构的变型和优化，通过合理的变型和优化可以提高数据
结构的性能和效率。
2. 分析
在分析数据结构时，需要考虑数据结构的时间复杂度和空间复杂度等方面。时间复杂度是
衡量算法执行时间的度量，它是一个函数，描述了算法的执行时间和输入规模之间的关系。
空间复杂度是衡量算法执行空间消耗的度量，它是一个函数，描述了算法的执行空间和输
入规模之间的关系。
通过对数据结构的设计和分析，可以实现对程序性能的优化和提升，从而提高程序的执行
效率和性能。
总之，数据结构是计算机科学中的核心概念，它在计算机程序设计中起着至关重要的作用。
通过深入理解和掌握数据结构的知识，可以有效提高程序设计的效率和性能，实现对计算
机科学和信息技术领域中数据的存储、管理和操作。
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