學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)使用哪種編程語言比較合適？

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)存儲方式的一門學(xué)科，學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)使用C語言描述更為合適，不過對于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)更重要的是注重思維邏輯，用什么實現(xiàn)其實并不重要。

那么，數(shù)據(jù)存儲方式有哪幾種呢？在這里將對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)內(nèi)容做一個簡要的總結(jié)。

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)大致包含以下幾種存儲結(jié)構(gòu)：

線性表，還可細分為順序表、鏈表、棧和隊列；樹結(jié)構(gòu)，包括普通樹，二叉樹，線索二叉樹等；圖存儲結(jié)構(gòu)；

下面對各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)做詳細講解。

線性表

線性表結(jié)構(gòu)存儲的數(shù)據(jù)往往是可以依次排列的，就像小朋友手拉手，每位學(xué)生的前面和后面都僅有一個小朋友和他拉手，具備這種“一對一”關(guān)系的數(shù)據(jù)就可以使用線性表來存儲。

例如，存儲類似 {1,3,5,7,9} 這樣的數(shù)據(jù)時，各元素依次排列，每個元素的前面和后邊有且僅有一個元素與之相鄰（除首元素和尾元素），因此可以使用線性表存儲。

線性表并不是一種具體的存儲結(jié)構(gòu)，它包含順序存儲結(jié)構(gòu)和鏈式存儲結(jié)構(gòu)，是順序表和鏈表的統(tǒng)稱。

順序表

順序表，簡單地理解，就是常用的數(shù)組，只是換了個名字而已，例如使用順序表存儲 {1,3,5,7,9}，如圖 1 所示：

圖 1 順序表結(jié)構(gòu)

由于順序表結(jié)構(gòu)的底層實現(xiàn)借助的就是數(shù)組，因此對于初學(xué)者來說，可以把順序表完全等價為數(shù)組，但實則不是這樣。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是研究數(shù)據(jù)存儲方式的一門學(xué)科，它囊括的都是各種存儲結(jié)構(gòu)，而數(shù)組只是各種編程語言中的基本數(shù)據(jù)類型，并不屬于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的范疇。

鏈表

我們知道，使用順序表（底層實現(xiàn)靠數(shù)組）時，需要提前申請一定大小的存儲空間，這塊存儲空間的物理地址是連續(xù)的，如圖 1 所示。

鏈表則完全不同，使用鏈表存儲數(shù)據(jù)時，是隨用隨申請，因此數(shù)據(jù)的存儲位置是相互分離的，換句話說，數(shù)據(jù)的存儲位置是隨機的。

為了給各個數(shù)據(jù)塊建立“依次排列”的關(guān)系，鏈表給各數(shù)據(jù)塊增設(shè)一個指針，每個數(shù)據(jù)塊的指針都指向下一個數(shù)據(jù)塊（最后一個數(shù)據(jù)塊的指針指向 NULL），就如同一個個小學(xué)生都伸手去拉住下一個小學(xué)生的手，這樣，看似毫無關(guān)系的數(shù)據(jù)塊就建立了“依次排列”的關(guān)系，也就形成了鏈表，如圖 2 所示：

圖 2 鏈表結(jié)構(gòu)

棧和隊列

棧和隊列隸屬于線性表，是特殊的線性表，因為它們對線性表中元素的進出做了明確的要求。

棧中的元素只能從線性表的一端進出（另一端封死），且要遵循“先入后出”的原則，即先進棧的元素后出棧。

圖 3 棧結(jié)構(gòu)示意圖

棧結(jié)構(gòu)如圖 3 所示，像一個木桶，棧中含有 3 個元素，分別是 A、B 和 C，從在棧中的狀態(tài)可以看出 A 最先進的棧，然后 B 進棧，最后 C 進棧。根據(jù)“先進后出”的原則，3 個元素出棧的順序應(yīng)該是：C 最先出棧，然后 B 出棧，最后才是 A 出棧。

隊列中的元素只能從線性表的一端進，從另一端出，且要遵循“先入先出”的特點，即先進隊列的元素也要先出隊列。

圖 4 隊列結(jié)構(gòu)示意圖

隊列結(jié)構(gòu)如圖 4 所示，隊列中有 3 個元素，分別是 A、B 和 C，從在隊列中的狀態(tài)可以看出是 A 先進隊列，然后 B 進，最后 C 進。根據(jù)“先進先出”的原則，3 個元素出隊列的順序應(yīng)該是 A 最先出隊列，然后 B 出，最后 C 出。

樹存儲結(jié)構(gòu)

樹存儲結(jié)構(gòu)適合存儲具有“一對多”關(guān)系的數(shù)據(jù)。

圖 5 家庭族譜

如圖 5 所示，其中張平只有一個父親，但他卻有兩（多）個孩子，這就是“一對多”的關(guān)系，滿足這種關(guān)系的數(shù)據(jù)可以使用樹存儲結(jié)構(gòu)。

圖存儲結(jié)構(gòu)

圖存儲結(jié)構(gòu)適合存儲具有“多對多”關(guān)系的數(shù)據(jù)。

圖 6 圖存儲結(jié)構(gòu)示意圖

如圖 6 所示，從 V1 可以到達 V2、V3、V4，同樣，從 V2、V3、V4 也可以到達 V1，這就是“多對多”的關(guān)系，滿足這種關(guān)系的數(shù)據(jù)可以使用圖存儲結(jié)構(gòu)。

注意：本文只是對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中包含的各種存儲結(jié)構(gòu)做一個簡要的介紹，歡迎持續(xù)關(guān)注。