2022年数据结构知识点全面总结—.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 第1章 绪论 内容提要:数据结构争论的内容;操作对象 以及它们之间的关系和操作 ;针对非数值运算的程序设计问题,争论运算机的数据结构涵盖的内容:基本概念:数据、数据元素、数据对象、数据结构、数据类型、抽象数据类型;数据 全部能被运算机识别、储备和处理的符号的集合;数据元素 是数据的基本单位,具有完整确定的实际意义;数据对象 具有相同性质的数据元素的集合,是数据的一个子集;数据结构 是相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合,表示为:Data_Structure= (D, R)数据类型 是一个值的集合和定义在该值上的一组操作的总称;抽象数据
2、类型 由用户定义的一个数学模型与定义在该模型上的一组操作,它由基本的数据类型构成;算法的定义及五个特点;它是指令的有限序列,是一系列输入转换为输算法 是对特定问题求解步骤的一种描述,出的运算步骤;算法的基本特性:输入、输出、有穷性、确定性、可行性算法设计要求;正确性、可读性、健壮性、效率与低储备量需求算法分析;时间复杂度、空间复杂度、稳固性学习重点:数据结构的“ 三要素”:规律结构 、物理(储备)结构 及在 这种结构上所定义的操作(运算) ;名师归纳总结 用运算语句频度来估算算法的时间复杂度;第 1 页,共 29 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 其
3、次章 线性表内容提要:线性表的规律结构定义,对线性表定义的操作;线性表的定义:用数据元素的有限序列表示线性表的储备结构:次序储备结构和链式储备结构;次序储备定义:把规律上 相邻 的数据元素储备在物理上 相邻 的储备单元中的储备结构;链式储备结构 : 其结点在储备器中的位置是随便的,即规律上 相邻 的数据元素在物理上 不一定相邻;通过 指针 来实现!线性表的操作在两种储备结构中的实现;数据结构的基本运算:修改、插入、删除、查找、排序1 修改通过数组的下标便可拜访某个特定元素并修改之;核心语句 : Vi=x; 次序表修改操作的时间效率是 O12 插入在线性表的第 i 个位置前插入一个元素实现步骤:
4、将第 n 至第 i 位的元素向后移动一个位置;将要插入的元素写到第 i 个位置;表长加 1;留意:事先应判定 : 插入位置 i 是否合法 .表是否已满 . 应当符合条件:1in+1 或 i=1, n+1 核心语句:for j=n; j=i; j- aj+1=a j ; a i =x; n+; 插入时的平均移动次数为:nn+1/2 ( n+1) n/2On 3 删除删除线性表的第 i 个位置上的元素 实现步骤:将第 i+1 至第 n 位的元素向前移动一个位置;表长减 1;留意:事先需要判定,删除位置 i 是否合法 . 1i n 或 i=1, n 应当符合条件:核心语句:for j=i+1; j=
5、n; j+ aj-1=aj; n-; 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 29 页精选学习资料 - - - - - - - - - 次序表删除一元素的时间效率为 :T(n=n-1/2 On 次序表插入、删除算法的平均空间复杂度为 O1 单链表:(1)用单链表结构来存放26 个英文字母组成的线性表(a,b,c, , z),请写出 C 语言程序;#include #include typedef struct node char data; struct node *next; node; node *p,*q,*head; /一般需要 3 个指针变量node 类型的长度就固定
6、了,int n ; / 数据元素的个数int m=sizeofnode; /* 结构类型定义好之后,每个m 求一次即可 */ void build /字母链表的生成;要一个个渐渐链入 int i; head=node*mallocm; p=head; /m=sizeofnode 前面已求出for i=1; idata=i+ a-1; / 第一个结点值为字符 a p-next=node*mallocm; /为后继结点“ 挖坑”!p=p-next ; /让指针变量 P 指向后一个结点p-data=i+ a-1; /最终一个元素要单独处理p-next=NULL ; /单链表尾结点的指针域要置空! v
7、oid display /字母链表的输出 p=head; while p /当指针不空时循环(仅限于无头结点的情形) printf%c,p-data; p=p-next; /让指针不断“ 顺藤摸瓜” 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 29 页精选学习资料 - - - - - - - - - (2)单链表的修改 或读取)思路:要修改第i 个数据元素,必需从头指针起始终找到该结点的指针p,然后才能: pdata=new_value 读取第 i 个数据元素的核心语句是:Linklist *findLinklist *head ,int i int j=1; Linklist *
8、p; P=head-next; Whilep.=NULL&jnext; j+; return p; 3.单链表的插入链表插入的核心语句:Step 1:s-next=p-next; Step 2:p-next=s ;6.单链表的删除删除动作的核心语句(要借助帮助指针变量 q):q = p-next; /第一储存 b 的指针,靠它才能找到c;p-next=q-next; /将 a、c 两结点相连,剔除b 结点;freeq ;/完全释放 b 结点空间7.双向链表的插入操作:设 p 已指向第i 元素,请在第i 元素前插入元素x: ai-1 的后继从 ai 指针是 p变为 x(指针是 s : s-nex
9、t = p ; p-prior-next = s ; ai 的前驱从 ai-1 指针是 p-prior 变为 x 指针是 s; s-prior = p -prior ; p-prior = s ; 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 29 页精选学习资料 - - - - - - - - - 8.双向链表的删除操作:设 p 指向第i 个元素,删除第i 个 元素后继方向: ai-1 的后继由 ai 指针 p变为 ai+1指针 p -next ; p -prior-next = p-next ; 前驱方向: ai+1 的前驱由 ai 指针 p变为 ai-1 指针 p - prio
10、r ; p-next-prior = p -prior ; 数组的规律结构定义及储备数组:由一组名字相同、下标不同的变量构成N 维数组的特点:n 个下标,每个元素受到 n 个关系约束一个 n 维数组可以看成是 由如干个 n 1 维数组 组成的线性表;储备:事先商定按某种次序将数组元素排成一列序列,然后将这个线性序列存入储备器中;在二维数组中,我们既可以规定按行储备,也 可以规定按列储备;设一般的二维数组是 Ac1.d1, c2.d2 ,就行优先储备时的地址公式为:二维数组列优先储备的通式为:稀疏矩阵(含特殊矩阵)的储备及运算;稀疏矩阵:矩阵中非零元素的个数较少(一般小于 5%)学习重点:线性表
11、的规律结构,指线性表的数据元素间存在着 线性关系 ;在次序储备结构中,元素储备的 先后位置 反映出这种线性关系,而在链式储备结构中,是靠 指针 来反映这种关系的;次序储备结构用一维数组表示,给定下标,可以存取相应元素,属于 随机存取 的储备结构;链表操作中应留意不要使链意外“ 断开”;因此,如在某结点前插入一个元素,或删除某元素,必需知道该元素的 前驱结点的指针;把握通过画出结点图来进行链表(单链表、循环链表等)的 生成、插入、删除、遍历 等操作;名师归纳总结 数组(主要是二维)在以行序 /列序 为主的储备中的地址运算方法;第 5 页,共 29 页稀疏矩阵的三元组表储备结构;稀疏矩阵的十字链表
12、储备方法;- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 补充重点:1.每个储备结点都包含两部分:数据域和指针域链域 其直接前驱结点的链域的值指示;2.在单链表中, 除了首元结点外, 任一结点的储备位置由3.在链表中设置头结点有什么好处?头结点即在链表的首元结点之前附设的一个结点,表长度 等附加信息, 其作用是为了对链表进行操作时,元结点 进行统一处理,编程更便利;4.如何表示空表?(1)无头结点时,当头指针的值为空时表示空表;(2)有头结点时,当头结点的指针域为空时表示空表;该结点的 数据域可以为空, 也可存放 可以对 空表、 非空表 的情形以及对 首5.链表的数
13、据元素有两个域,不再是简洁数据类型,编程时该如何表示?因每个结点至少有两个重量,且数据类型通常不一样,所以要采纳结构数据类型;6.sizeofx运算变量 x 的长度(字节数) ;mallocm 开创 m 字节长度的地址空间,并返回这段空间的首地址;freep 释放指针 p 所指变量的储备空间,即完全删除一个变量;7.链表的运算效率分析:(1)查找因线性链表只能次序存取,即在查找时要从头指针找起,查找的时间复杂度为 On;(2) 插入和删除因线性链表不需要移动元素,只要修改指针,一般情形下时间复杂度为 O1 ;但是,假如要在单链表中进行前插或删除操作,由于要从头查找前驱结点,所耗时间复杂度将是O
14、n ;*P,需找到它的 前驱结点的地址,其时间复杂例:在 n 个结点的单链表中要删除已知结点度为 O(n)8. 次序储备和链式储备的区分和优缺点?其物理存放地址也相邻;次序储备的优点是储备次序储备时, 规律上相邻的数据元素,密度大,储备空间利用率高;缺点是插入或删除元素时不便利;链式储备时, 相邻数据元素可随便存放,但所占储备空间分两部分,一部分存放结点值,另一部分存放表示结点间关系的指针;链式储备的优点是插入或删除元素时很便利,使用敏捷;缺点是储备密度小,储备空间利用率低;次序表相宜于做查找这样的静态操作;链表宜于做插入、删除这样的动态操作;如线性表的长度变化不大,且其主要操作是查找,就采纳
15、次序表;如线性表的长度变化较大,且其主要操作是插入、删除操作,就采纳链表;9. 判定:“ 数组的处理比其它复杂的结构要简洁”,对吗?答:对的;由于 数组中各元素具有 统一的类型; 数组元素的下标一般具有 固定的上界和下界,即数组一旦被定义,它的维数和维界就不再转变;数组的 基本操作比较简单,除了结构的初始化和销毁之外,只有存取元素和修改元素值的操作;10.三元素组表中的每个结点对应于稀疏矩阵的一个非零元素,它包含有三个数据项,分别名师归纳总结 表示该元素的行下标、列下标和 元素值;第 6 页,共 29 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 11.写出右图
16、所示稀疏矩阵的压缩储备形式;解:介绍 3 种储备形式;法 1:用线性表表示:( 1,2,12 ,1,3,9, 3,1,-3 , 3,5,14,4,3,24 , 5,2,18 ,6,1,15, 6,4,-7 )法 2:用十字链表表示用途:便利稀疏矩阵的加减运算方法:每个非 0 元素占用 5 个域法 3:用三元组矩阵表示:稀疏矩阵压缩储备的缺点:将失去随机存取功能代码:1.用数组 V 来存放 26 个英文字母组成的线性表(和显示该表的 C 语言程序;char V30; void build /字母线性表的生成,即建表操作 int i; V0=a; for i=1; i=n-1; i+ Vi=Vi-
17、1+1; void display / 字母线性表的显示,即读表操作 int i; for i=0; iM 上溢 else stop+=e; 次序栈出栈函数 POP status Pop iftop=L 下溢 returne; else e=s-top; 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 29 页精选学习资料 - - - - - - - - - 队列的定义及操作,队列的删除在一端(队尾),而插入就在队列的另一端(队头);因此在两种储备结构中,都需要队头和队尾两个指针;队列:只能在表的一端进行插入运算,在表的另一端进行删除运算的线性表;链队列结点类型定义:typedef S
18、truct QNode QElemType data; /元素Struct QNode *next; /指向下一结点的指针Qnode , * QueuePtr ; 链队列类型定义:typedef struct QueuePtr front ; / 队首指针QueuePtr rear ; /队尾指针 LinkQueue; 链队示意图:空链队的特点:front=rear 链队会满吗?一般不会,由于删除时有 free 动作;除非内存不足! 入队(尾部插入) :rear-next=S; rear=S; 出队(头部删除) :front-next=p-next; 2.次序队次序队类型定义:#define
19、QUEUE-MAXSIZE 100 /最大队列长度typedef struct QElemType *base; /队列的基址int front; /队首指针int rear; /队尾指针SqQueue 建队核心语句:q . base=QElemType *mallocsizeof QElemType )* QUEUE_MAXSIZE; /安排空间次序队示意图:名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 29 页精选学习资料 - - - - - - - - - 循环队列:队空条件: front = rear 初始化时: front = rear 队满条件:front = rear+
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- 2022 数据结构 知识点 全面 总结
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