常用的数据结构主要有以下几种:
- 数组 (Array) :
- 数组是一种线性数据结构,用于存储相同类型的一组元素。
- 特点:可以通过索引快速访问元素(O(1)时间复杂度),但插入和删除操作可能需要移动其他元素。
- 链表 (Linked List) :
- 链表由一系列节点组成,每个节点包含数据和指向下一个节点的指针。
- 类型:
- 单向链表:每个节点只有一个后继指针。
- 双向链表:每个节点有两个指针,一个指向下一个节点,另一个指向前一个节点。
- 循环链表:最后一个节点指向第一个节点。
- 特点:插入和删除操作更高效(O(1)时间复杂度),但访问特定元素的时间复杂度为O(n)。
- 栈 (Stack) :
- 栈是一种后进先出(LIFO)的数据结构,元素只能在一端进行添加和移除。
- 常用操作:push(压入)、pop(弹出)。
- 应用场景:函数调用、括号匹配。
- 队列 (Queue) :
- 队列是一种先进先出(FIFO)的数据结构,元素在两头进行添加和移除。
- 常用操作:enqueue(入队)、dequeue(出队)。
- 应用场景:任务调度、广度优先搜索。
- 哈希表 (Hash Table) :
- 哈希表通过键值对存储数据,通过哈希函数将键映射到数组索引。
- 特点:平均时间复杂度为O(1)的查找、插入和删除操作。
- 应用场景:缓存、集合操作。
- 树 (Tree) :
- 树是一种层次结构的数据结构,由节点组成,每个节点有零个或多个子节点。
- 常见类型:
- 二叉树:每个节点最多有两个子节点。
- 平衡二叉树(如AVL树、红黑树):保证高度平衡,以保持操作的高效性。
- B树和B+树:用于数据库索引。
- 图 (Graph) :
- 图由顶点(节点)和边组成,表示节点之间的关系。
- 常见类型:
- 有向图:边具有方向。
- 无向图:边没有方向。
- 应用场景:社交网络、地图导航。
- 堆 (Heap) :
- 堆是一种特殊的树结构,通常用于实现优先队列。
- 类型:
- 最大堆(Max Heap):父节点的值大于或等于子节点的值。
- 最小堆(Min Heap):父节点的值小于或等于子节点的值。
- 应用场景:任务调度、堆排序。