《数据结构C语言》课件

《数据结构c语言》ppt课件•数据结构简介•线性数据结构目录•非线性数据结构•数据结构操作•数据结构应用01数据结构简介数据结构的基本概念数据结构是计算机中数据的组织形式，它包括数据的类型、数据的组织方式以及数据之间的关系数据结构的分类数据结构可以分为线性数据结构和非线性数据结构，其中线性数据结构包括数组、链表、栈、队列等，非线性数据结构包括树、图、集合等数据结构的重要性数据结构是计算机科学中的基础概念，它对于计算机程序的性能和效率有着重要的影响一个良好的数据结构可以有效地存储和处理数据，提高程序的运行效率02线性数据结构数组总结词数组是一种线性数据结构，用于存储相同类型的数据元素详细描述数组在内存中占据连续的存储空间，通过索引访问元素，具有O1的访问速度数组的大小在创建时确定，无法动态调整链表总结词链表是一种线性数据结构，通过指针链接各个节点详细描述链表节点包含数据和指向下一个节点的指针，可以动态地添加、删除节点链表访问元素的速度与节点位置有关，平均时间复杂度为On栈总结词栈是一种后进先出（LIFO）的数据结构，用于存储有限个数据元素详细描述栈具有两个主要操作压入和弹出新元素压入栈顶，访问或删除元素时从栈顶开始栈的大小在创建时确定，超出容量会导致溢出队列总结词队列是一种先进先出（FIFO）的数据结构，用于存储有限个数据元素详细描述队列具有入队和出队操作，新元素加入队尾，访问或删除元素时从队首开始队列的大小在创建时确定，超出容量会导致溢出03非线性数据结构树030102树的平衡04树的概念树的遍历二叉树为了提高树的查找效率，可以采树是一种非线性数据结构，由用平衡树的方法，如AVL树和红节点和边组成，其中每个节点可以有多个子节点树结构常树有多种遍历方式，包括前序黑树平衡树在插入和删除节点二叉树是一种特殊的树，每个节用于表示层次关系和分类信息遍历、中序遍历和后序遍历时保持树的平衡，使得查找、插点最多有两个子节点，通常称为这些遍历方式分别按照不同的入和删除的时间复杂度接近左子节点和右子节点二叉树有顺序访问树中的节点Olog n多种类型，如二叉搜索树、二叉堆等图图的概念图的遍历最小生成树最短路径算法图的遍历包括深度优先搜索最小生成树是一种特殊的图最短路径算法用于在图中找图是由节点和边组成的数据（DFS）和广度优先搜索算法，用于在加权图中找到到两个节点之间的最短路径结构，用于表示对象之间的（BFS）DFS按照深度优先一棵包含所有节点且边的权常见的最短路径算法有关系在图中，节点表示对的顺序访问图中的节点，而值和最小的树常见的最小Dijkstra算法和Bellman-象，边表示对象之间的关系BFS则按照广度优先的顺序访生成树算法有Prim算法和Ford算法问Kruskal算法哈希表哈希表的概念哈希函数设计哈希表是一种通过哈希函数将键映射哈希函数的设计对哈希表的性能至关到桶中的数据结构，用于快速查找键重要好的哈希函数能够将键均匀地对应的值哈希表在处理大量数据时映射到桶中，以减少冲突和提高查找具有很高的查找效率效率处理哈希冲突动态调整哈希表大小当两个不同的键哈希到同一个桶时，为了保持哈希表的性能，当哈希表中会发生哈希冲突常见的处理冲突的的元素数量超过一定阈值时，可以动方法有链地址法和开放地址法态地调整哈希表的大小，以减少冲突和提高性能04数据结构操作插入操作顺序插入在顺序存储的数据结构中，插入操作需要找到插入位置，然后将该位置及之后的所有元素向后移动一位，最后将新元素插入到该位置链式插入在链式存储的数据结构中，插入操作需要找到插入位置的节点，创建新节点并将数据存储在新节点中，然后修改指针将新节点插入到适当的位置删除操作顺序删除在顺序存储的数据结构中，删除操作需要找到要删除的元素，然后将该元素之后的所有元素向前移动一位，最后将空闲出的位置填充特定值（如0）链式删除在链式存储的数据结构中，删除操作需要找到要删除的节点，然后将其从链表中移除，并修改指针如果被删除的节点是链表的最后一个节点，还需要修改链表的头指针查找操作•顺序查找顺序查找是从数据结构的第一个元素开始，逐个比较每个元素，直到找到目标元素或遍历完整个数据结构•二分查找二分查找适用于有序的数据结构它首先找到中间元素，如果中间元素正好是要查找的元素，则搜索过程结束；如果目标元素大于或小于中间元素，则在数据结构大于或小于中间元素的那一半中查找，而且跟开始一样从中间元素开始比较•哈希查找哈希查找利用哈希表进行查找，通过计算关键字的哈希值来定位数据元素哈希表是一种通过关键码值直接访问数据元素的数据结构•树查找树查找利用树形结构进行查找，如二叉查找树、B树等树查找的时间复杂度取决于树的结构和查找算法05数据结构应用排序算法冒泡排序通过重复地遍历待排序的数列，一次比较两个元素，如果他们的顺序错误就把他们交换过来，遍历数列的工作是重复地进行直到没有再需要交换，也就是说该数列已经排序完成选择排序在未排序序列中找到最小（或最大）元素，存放到排序序列的起始位置，然后再从剩余未排序元素中继续寻找最小（或最大）元素，然后放到已排序序列的末尾以此类推，直到所有元素均排序完毕图的最短路径算法Dijkstra算法用于计算图中单源最短路径问题的一种贪心算法该算法的基本思想是每次从未被访问过的节点中选取一个距离最短的节点作为当前节点，并标记为已访问然后以当前节点为中间节点，更新其所有相邻节点的距离Bellman-Ford算法一种用于在加权图中查找最短路径的算法该算法适用于存在负权重的图它通过动态规划的思想，从源节点开始逐步更新节点的最短路径长度，直到所有节点的最短路径都被找到二叉树遍历算法前序遍历后序遍历先访问根节点，然后遍历先遍历左子树，然后遍历左子树，最后遍历右子树右子树，最后访问根节点中序遍历先遍历左子树，然后访问根节点，最后遍历右子树THANKS感谢观看。