一、什么是數據結構

數據結構，直白地理解，就是研究數據的存儲方式。

我們知道，數據存儲只有一個目的，即為了方便后期對數據的再利用，就如同我們使用數組存儲?{1,2,3,4,5}?是為了后期取得它們的值，因此，數據在計算機存儲空間的存放，決不是胡亂的，這就要求我們選擇一種好的方式來存儲數據，而這也是數據結構的核心內容例如，要存儲這樣一組數據：{張三，張四，張五，張六，張七}，數據之間具有這樣的關系：張三是張四、張五的父親，同時張四還是張六和張七的父親，數據之間的關系如圖所示：

對于存儲之間具有復雜關系的數據，如果還是用變量或數組來存儲（比如用數組存儲 {“張三”,"張四",“張五”,"張六","張七"} ），數據存儲是沒有問題，但是無法體現數據之間的邏輯關系，后期根本無法使用，顯然不明智。針對此類數據，數據結構提供了樹（或者圖）存儲結構，專門用于存儲這類數據。通過以上示例可以體會出，數據結構教會我們的絕不僅僅是如何存儲 1、2、這樣簡單的數據，而是解決具有復雜關系的大量數據的存儲問題。

二、常用的數據結構

線性表

順序表

鏈表

棧

隊列

樹

圖

三、線性表介紹

線性表結構存儲的數據往往是可以依次排列的，就像小朋友手拉手，每位學生的前面和后面都僅有一個小朋友和他拉手，具備這種“一對一”關系的數據就可以使用線性表來存儲。

例如，存儲類似 list = [1,3,5,7,9]這樣的數據時，各元素依次排列，每個元素的前面和后邊有且僅有一個元素與之相鄰（除首元素和尾元素），因此可以使用線性表存儲。線性表并不是一種具體的存儲結構，它包含順序存儲結構和鏈式存儲結構，是順序表和鏈表的統稱。

四、順序表

順序表，簡單地理解，就是常用的數組，只是換了個名字而已，例如使用順序表存儲 {1,3,5,7,9}，如圖所示：

五、鏈表

我們知道，使用順序表（底層實現靠數組）時，需要提前申請一定大小的存儲空間，這塊存儲空間的物理地址是連續的，如圖所示。鏈表則完全不同，使用鏈表存儲數據時，是隨用隨申請，因此數據的存儲位置是相互分離的，換句話說，數據的存儲位置是隨機的為了給各個數據塊建立“依次排列”的關系，鏈表給各數據塊增設一個指針，每個數據塊的指針都指向下一個數據塊（最后一個數據塊的指針指向 NULL），就如同一個個小學生都伸手去拉住下一個小學生的手，這樣，看似毫無關系的數據塊就建立了“依次排列”的關系，也就形成了鏈表，如圖所示：

六、棧

棧和隊列隸屬于線性表，是特殊的線性表，因為它們對線性表中元素的進出做了明確的要求。棧中的元素只能從線性表的一端進出（另一端封死），且要遵循“先入后出”的原則，即先進棧的元素后出棧。

棧結構如圖所示，像一個木桶，棧中含有 3 個元素，分別是 A、B 和 C，從在棧中的狀態可以看出 A 最先進的棧，然后 B 進棧，最后 C 進棧。根據“先進后出”的原則，3 個元素出棧的順序應該是：C 最先出棧，然后 B 出棧，最后才是 A 出棧。

七、隊列

隊列中的元素只能從線性表的一端進，從另一端出，且要遵循“先入先出”的特點，即先進隊列的元素也要先出隊列。

隊列結構如圖所示，隊列中有 3 個元素，分別是 A、B 和 C，從在隊列中的狀態可以看出是 A 先進隊列，然后 B 進，最后 C 進。根據“先進先出”的原則，3 個元素出隊列的順序應該是 A 最先出隊列，然后 B 出，最后 C 出。

八、樹存儲結構

樹存儲結構適合存儲具有“一對多”關系的數據。

如圖所示，其中張四只有一個父親，但他卻有兩（多）個孩子，這就是“一對多”的關系，滿足這種關系的數據可以使用樹存儲結構。

九、圖存儲結構

圖存儲結構適合存儲具有“多對多”關系的數據。

如圖所示，從 V1 可以到達 V2、V3、V4，同樣，從 V2、V3、V4 也可以到達 V1，這就是“多對多”的關系，滿足這種關系的數據可以使用圖存儲結構。

總結

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