数据结构是计算机科学中的一个核心概念,它是指数据的组织、管理和存储方式,以及数据元素之间的关系。数据结构通常用于允许高效的数据插入、删除和搜索操作。
数据结构大致分为几大类:
线性结构:数组、链表、栈、队列等。
非线性结构:树、二叉树、堆、图等。
散列:哈希表。
索引:B树、B+树等。
常见数据结构
1 栈
栈(stack),它是一种运算受限的线性表,遵循后进先出(Last In First Out,LIFO)原则的数据结构。
栈常见的操作
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push(element): 添加一个新元素到栈顶位置.
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pop():移除栈顶的元素,同时返回被移除的元素。
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peek():返回栈顶的元素,不对栈做任何修改(这个方法不会移除栈顶的元素,仅仅返回它)。
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isEmpty():如果栈里没有任何元素就返回true,否则返回false。
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clear():移除栈里的所有元素。
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size():返回栈里的元素个数。这个方法和数组的length属性很类似。
栈类似一个桶,后进先出。
栈操作的代码实现:
先创建一个类,初始化一个空列表和一个容量阈值,再创建2个方法分别判断传入数据时,我们初始化的列表这时是否为空,或者是否为满。
创建入栈和出栈方法。
入栈方法中要调用前面判断是否未满的函数,如果满,则返回异常,未满则将数据放入列表最后
出栈方法中要调用前面判断是否为空的函数,如果空,则返回异常,未空则将列表最后一个数据删除,并返回这个数据
返回现在栈中最上层的数据
出栈入栈操作执行如下:
2 链表
链表是一条相互链接的数据节点表。每个节点由两部分组成:数据和指向下一个节点的指针。
单向链表
插入
尾部插入
从头结点开始逐个遍历链表,直到找到next=null,表示为最后一个节点,再将最后节点的next指向新增节点。
头部插入
如果头节点的next=null表示链表为空,直接将头节点的next指向新增节点
如果头节点的next!=null,表示头节点后已存在后续节点,需要将新增节点插入到头节点和后续节点中间:
1.获取头节点的后续节点,定义一个临时节点,将该节点指向临时节点
2.将头节点的next指向新增节点
3.新增节点的next指向临时节点
遍历
从头结点开始,通过next遍历,直到next=null
删除
将前面节点的指针直接指向后续节点(直接跳过该节点)即删除。
代码实现
这个类定义了链表中的节点。每个节点包含两个属性:
data
: 存储实际的数据值,默认为None
。next
: 指向下一个节点的引用,默认为None
初始化一个空的链表,创建一个 head
节点,该节点不存储任何数据,仅作为链表的起点,方便后续的操作。
判断头节点后是否有数据节点,如果没有,则将新节点连接到头节点后。
向链表尾部追加一个新节点。
创建一个新的节点 new_node
并设置其 data
属性。
如果链表为空(即 self.head.next
为 None
),则直接将新节点连接到头部之后。
否则,遍历链表直到找到最后一个节点,并将其 next
设置为新节点。
向链表头部插入一个新节点。
- 创建一个新的节点
new_node
并设置其data
属性。 - 如果链表为空(即
self.head.next
为None
),则直接将新节点连接到头部之后。 - 否则,将新节点的
next
指向当前头部的下一个节点,并更新头部的next
指向新节点。
从链表中删除第一个匹配 data的节点。
- 首先检查链表是否为空。
- 遍历链表直到找到数据值为
data
的节点。 - 将找到的节点的
next
更新为其下一个节点的next
,从而删除该节点。
显示链表中的所有数据。
从头部开始遍历链表,打印每个节点的数据。
当遇到 None
时停止遍历。
调用