常见的数据结构(栈、队列、数组、链表和红黑树)
(一)栈
栈:stack,又称堆栈,它是运算受限的线性表,其限制是仅允许在标的一端进行插入和删除操作,不允许在其
他任何位置进行添加、查找、删除等操作。
简单的说:采用该结构的集合,对元素的存取有如下的特点
先进后出(即,存进去的元素,要在后它后面的元素依次取出后,才能取出该元素)。例如,子弹压进弹
夹,先压进去的子弹在下面,后压进去的子弹在上面,当开枪时,先弹出上面的子弹,然后才能弹出下面的
子弹。
栈的入口、出口的都是栈的顶端位置。
这里两个名词需要注意:
压栈:就是存元素。即,把元素存储到栈的顶端位置,栈中已有元素依次向栈底方向移动一个位置。
弹栈:就是取元素。即,把栈的顶端位置元素取出,栈中已有元素依次向栈顶方向移动一个位置。
(二)队列
队列:queue,简称队,它同堆栈一样,也是一种运算受限的线性表,其限制是仅允许在表的一端进行插入,
而在表的另一端进行删除。
简单的说,采用该结构的集合,对元素的存取有如下的特点:
先进先出(即,存进去的元素,要在后它前面的元素依次取出后,才能取出该元素)。例如,小火车过山
洞,车头先进去,车尾后进去;车头先出来,车尾后出来。
队列的入口、出口各占一侧。例如,下图中的左侧为入口,右侧为出口。
(三)链表
链表:linked list,由一系列结点node(链表中每一个元素称为结点)组成,结点可以在运行时i动态生成。每
个结点包括两个部分:一个是存储数据元素的数据域,另一个是存储下一个结点地址的指针域。我们常说的
链表结构有单向链表与双向链表,那么这里给大家介绍的是单向链表。
简单的说,采用该结构的集合,对元素的存取有如下的特点:
多个结点之间,通过地址进行连接。例如,多个人手拉手,每个人使用自己的右手拉住下个人的左手,依次
类推,这样多个人就连在一起了。
查找元素慢:想查找某个元素,需要通过连接的节点,依次向后查找指定元素
增删元素快:
增加元素:只需要修改连接下个元素的地址即可。
删除元素:只需要修改连接下个元素的地址即可。
(四)红黑树
二叉树:binary tree ,是每个结点不超过2的有序树(tree) 。
简单的理解,就是一种类似于我们生活中树的结构,只不过每个结点上都最多只能有两个子结点。
二叉树是每个节点最多有两个子树的树结构。顶上的叫根结点,两边被称作“左子树”和“右子树”。
如图:
我们要说的是二叉树的一种比较有意思的叫做红黑树,红黑树本身就是一颗二叉查找树,将节点插入后,该树仍然
是一颗二叉查找树。也就意味着,树的键值仍然是有序的。
红黑树的约束:
1. 节点可以是红色的或者黑色的
2. 根节点是黑色的
3. 叶子节点(特指空节点)是黑色的
4. 每个红色节点的子节点都是黑色的
5. 任何一个节点到其每一个叶子节点的所有路径上黑色节点数相同
红黑树的特点:
速度特别快,趋近平衡树,查找叶子元素最少和最多次数不多于二倍
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