数据结构

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第一章 基本概念

数据：信息的载体。

数据元素：数据的基本单位。

第一章 链表

学习链接：https://blog.csdn.net/Miss_Monster/article/details/83657467（概念）

学习链接：https://www.jianshu.com/p/6ebedde370b0（java)

简介：

链表的数据元素是一个一个串联在一起的，这一串数据形成的结构就是“链表”。它就像一条自行车“链条”一样。每一个数据元素可以称之为一个节点。

单链表中的每个结点不仅包含值，还包含链接到下一个结点的引用字段。

特点：

链表在内存中的物理存储空间是非连续、非顺序的。其中每个节点包含两部分，一个是存储数据元素的“数据域”，另一个是存储下一个节点地址的“指针域”。

优点：

1、因为链表对内存空间的连续性和顺序性没有要求，所以它可以充分利用内存空间，并且这一特点还造就了链表可以不必预先知道数据的大小，更加灵活。

2、链表插入和删除数据速度快，只需要修改相邻节点的指针域就行。

缺点：

1、每个节点除了存储数据外还需要额外的存储下一个节点的地址，因此占用内存空间大。

2、链表没办法像有索引的数据结构那样随机访问某一个元素，只能每次查找元素时从链表的头节点或尾节点开始遍历，增加了查询数据的消耗。

链表的种类 
 在实际中，链表有许多形式，不止是上图中简简单单的样子。以下情况组合起来就有八种形式的链表：

下面介绍一下它们各自的结构，通过图可以理解得更深刻

不带头单链表

单向、双向

带头、不带头
循环、非循环
不带头双向链表 

 带头单链表

循环单链表

带头双向循环链表

虽然有很多的链表结构，但其实，我们最常用的就是两种结构：

链表的插入删除操作

 存储

顺序存储：

插入移动  n/2个元素

删除移动（n-1）/2个元素 

时间复杂度O（n)

指针

指针是一种保存变量地址的变量。

int *p;        // 声明一个 int 类型的指针 p
char *p        // 声明一个 char 类型的指针 p
int *arr[10]   // 声明一个指针数组，该数组有10个元素，其中每个元素都是一个指向 int 类型对象的指针
int **p;       // 声明一个指针 p ，该指针指向一个 int 类型的指针

声明一个指针变量并不会自动分配任何内存。在对指针进行间接访问之前，指针必须进行初始化：或是使他指向现有的内存，或者给他动态分配内存，否则我们并不知道指针指向哪儿，这将是一个很严重的问题，稍后会讨论这个问题。初始化操作如下：

/* 方法1：使指针指向现有的内存 */
int x = 1;
int *p = &x;　　// 指针 p 被初始化，指向变量 x ，其中取地址符 & 用于产生操作数内存地址

/* 方法2：动态分配内存给指针 */
int *p;
p = (int *)malloc(sizeof(int) * 10);　　　　// malloc 函数用于动态分配内存
free(p);　　　　// free 函数用于释放一块已经分配的内存，常与 malloc 函数一起使用，要使用这两个函数需要头文件 stdlib.h

 结构体

结构是一个或多个变量的集合，这些变量可能为不同的类型，为了处理的方便而将这些变量组织在一个名字之下。由于结构将一组相关的变量看做一个单元而不是各自独立的实体，因此结构有助于组织复杂的数据，特别是在大型的程序中。声明一个结构的方式如下：

struct message{　　　　　　      // 声明一个结构 message
    char name[10];             // 成员
    int age;
    int score;  
};

typedef struct message s_message;　　　　 // 类型定义符 typedef

s_message mess = {"tongye",23,83};　　　　// 声明一个 struct message 类型的变量 mess,并对其进行初始化　
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------
/* 另一种更简便的声明方法 */
typedef struct{
　　char name[10];
　　int age;
　　int score;
}message;

结构指针

结构指针是指向结构的指针，以上面的结构为例，可以这样定义一个结构指针：

s_message *p;        // 声明一个结构指针 p ，该指针指向一个 s_message 类型的结构
*p = &mess;　　　　　　// 对结构指针的初始化与普通指针一样，也是使用取地址符 &

C语言中使用 -> 操作符来访问结构指针的成员，举个例子：

#include "stdio.h"

typedef struct{
    char name[10];
    int age;
    int score;  
}message;

int main(){
    message mess = {"tongye",23,83};
    message *p = &mess;

    printf("%s
",p->name);　　　　　　// 输出结果为：tongye
    printf("%d
",p->score);         // 输出结果为：83

    return 0;
}