應該有不少伙伴都學過數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)吧?

這數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)真的搞得我頭大，這都是啥啊

不怕你笑話，我在大學四年都搞不懂數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),這是個什么東西？我真的那么蠢嗎？非常尷尬）

當我在大學的時候，我總覺得這件事太抽象了，無法理解。我越學就越跟不上，學到一半就掉隊了。基本上就是屬于放棄治療了。后來我知道這本書中寫的是偽代碼。我說怎么能把我看得一楞一楞的？就這樣，在大學四年的時間里，我愣是沒有搞懂數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu).

然后嘞，那些搞懂的，順利參加校招，拿到滿意offer，進入大廠，迎娶白富美……而我呢？

面試官：“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有了解嗎？”

我：“啥？你說啥？數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是個啥？”

然后我就順利畢業(yè)了……

扎心不，老鐵？你是不是也是這樣啊，正在讀大學，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)也是一臉懵逼，或者畢業(yè)了，還是不知道數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)到底是個啥，說出去怪尷尬，沒事，看了今天這篇文章，保準你可以出去大聲喊“我……終于……知道……數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是個啥啦”（拉長音……）

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是個啥玩意啊？

當我第一次接觸“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”時，我覺得它有點抽象，但我不認為它很難理解。嗯，應該是這樣的。誰知道，我學得越多，就越糊涂。讓我們看看這個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是如何定義的：

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是相互之間存在一種或多種特定關(guān)系的數(shù)據(jù)元素的集合，換句話說，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是帶“結(jié)構(gòu)”的數(shù)據(jù)元素的集合，“結(jié)構(gòu)”就是指數(shù)據(jù)元素之間存在的關(guān)系。

我不知道你看到這個定義時的感受。但我當時是有點困惑，現(xiàn)在的我看著這個定義,

恩

蠻好的

聊聊數(shù)據(jù)在計算機中的存儲

為了更好地理解數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，你需要首先了解計算機中數(shù)據(jù)的存儲。舉個簡單的例子。例如，我們需要存儲一個數(shù)字，比如1024。如何儲存？我們知道代碼（JAVA）通常是這樣寫的：

int a = 1024;

那就是定義一個整型。寫完后，它就保存在我們的電腦上。事實上市保存在我們電腦的硬盤上。只有當程序加載到內(nèi)存中時，它才能被CPU讀取和運行。所以，這個1024實際上需要加載到內(nèi)存中。這里我們需要注意的是，這個1024是我們編寫的程序中的一個整型變量。你需要明白的是，我們說它保存在內(nèi)存中，是因為我們想運行這個程序。

一旦運行此程序，此程序中包含的數(shù)據(jù)將加載到內(nèi)存中，就像這里的1024一樣被保存到內(nèi)存中。怎么怎么保存呢？這里你還要記住這么一句話：

計算機中的數(shù)據(jù)都是以二進制的形式保存的

因此嘞，這個1024是十進制，要轉(zhuǎn)換成二進制保存在內(nèi)存中，內(nèi)存有一定的大小，你要保存一個整數(shù)，你是不是得占用內(nèi)存的一些空間啊，假如是這樣：

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)到底是個啥？輕松學習八類數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

你看，這樣這個1024就被存在了內(nèi)存中，當然，你得明白，這個1024其實被轉(zhuǎn)換成了二進制形式，我這樣只是為了便于表示說明。

再來說數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

在我們了解了數(shù)據(jù)是如何存儲在計算機中之后，我們可以再來看看數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。定義我們之前看過了，怎么去理解嘞。顧名思義，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)就是數(shù)據(jù)和結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)可以理解為關(guān)系，即數(shù)據(jù)之間的關(guān)系

這樣說還是有點困惑?你可以這樣理解。首先，你應該知道數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。它是一門學科。這是干什么的？說白了，就是研究數(shù)據(jù)該怎么存儲？

你可能說了，還研究怎么存儲，難道存儲不都是一樣的嗎，雖然這個問題有點chun，但是嘞，確實是個讓小白疑惑的問題,數(shù)據(jù)的存儲當然是不同的。例如，如果我們要存儲五個整數(shù){1、2、3、4、5}，那么如何將它們存儲在內(nèi)存中

可能是這樣

在內(nèi)存中是排成一排的，一個挨著一個，

也有可能是這樣!!!

就是在內(nèi)存中沒啥順序，零散的存放，所以啊你看，對于數(shù)據(jù)，可以按照不同的方式去存儲，是給你連續(xù)挨著存放，還是存放在哪就存放在哪啊，你可能要問啦，哪這咋整，這個嘛，就得看數(shù)據(jù)本身以及其他相關(guān)要求，看看你這個數(shù)據(jù)以后準備怎么用，然后考慮怎么存放比較合適。

所以啊，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)啊，就是來管理數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的存儲的，比如，有一些數(shù)據(jù)要在內(nèi)存總存儲，那就得看數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)讓你怎么存放你就得怎么存放，讓你連續(xù)存放，你就不能撒花似的哪都是的。

另外啊，你還需要知道，這里的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是個統(tǒng)稱，就好比水果，它有香蕉蘋果和橘子，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)也是一樣啊，它是個總稱，有數(shù)組，鏈表，棧和隊列等等，這些都屬于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，就好比，香蕉蘋果和橘子都是水果，這個好理解吧！

然后嘞，這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)啊，每個都有它們自己的一些特點，這些特點就是規(guī)定如果數(shù)據(jù)選擇了它這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲，就要按照它的要求在內(nèi)存中存放，比如你選擇了數(shù)組，那么你這些數(shù)據(jù)就要在內(nèi)存中連續(xù)存儲，一個挨著一個，不能亂，而如果你選擇了鏈表這種存儲結(jié)構(gòu)，那在內(nèi)存中就不要求你非得連續(xù)存儲，隨意，有空地你就可以存儲。

所以你看，不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有它特定的用途……

到了這里，你差不多就理解了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是個啥了吧，也就是說啊，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)就是研究數(shù)據(jù)怎么存儲嘞，然后數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是個總稱，好比水果，其下有數(shù)組，鏈表，棧和隊列這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，好比水果有香蕉蘋果和橘子，其實嘞，你就可以把數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)想象成一個容器，容器是干啥的嘞，盛東西的啊，這里就是存儲數(shù)據(jù)的，而這些容器形狀各異，你選擇了不同的容器（數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)），那么就意味著數(shù)據(jù)的存儲形式是不同的。

說了這么多，就這些嗎？當然不是。我們可以想象，我們上面提到的五個數(shù)據(jù)之間是沒有聯(lián)系的。最多，當數(shù)據(jù)連續(xù)存儲時，它們彼此相鄰。這樣，就形成了一對一的關(guān)系，就像排隊一樣。我在你前面，你在我后面。

但還有另一種數(shù)據(jù)。比如我們要存儲一個家譜中的數(shù)據(jù)信息，比如這樣：

你怎么把這些數(shù)據(jù)存儲到內(nèi)存中呢?這些不同于那些冷冰冰的數(shù)字。把它們保存在內(nèi)存中就萬事大吉了。當我們保存這種家譜數(shù)據(jù)時，我們實際上不僅保存了數(shù)據(jù)，而且保存了數(shù)據(jù)之間的關(guān)系。

經(jīng)過以上的介紹，你一定了解個大概了。然后只需要選擇一個合適得數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲它,說的不錯。我們可以分析家譜數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)這些數(shù)據(jù)有一對多的關(guān)系。例如，爺爺有三個兒子，叔叔有兩個孩子。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中有一個名為tree(數(shù)) 的結(jié)構(gòu)，可以存儲此類數(shù)據(jù)。

上面提到的一對一和一對多都是表示數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，其實就是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的結(jié)構(gòu)。有人可能會問，有多對多的關(guān)系嗎？答案一定是有的，那么這種關(guān)系如何儲存呢？沒關(guān)系。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中還有一個叫做圖德數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，就是專門針對多對多的數(shù)據(jù)的。

所以你看，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是個啥，不就是管著數(shù)據(jù)該怎么存儲嘛？

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都有哪些嘞？

那么，你肯定好奇，那么，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都有哪些啊？數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)總的來說有如下三大類：

線性表，也就是數(shù)組、鏈表、棧和隊列；
樹結(jié)構(gòu)，包括普通樹，二叉樹，紅黑樹等等；
圖存儲結(jié)構(gòu)，這玩意有點難；

接下來我對這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)做一下簡單的介紹。

線性表
樹結(jié)構(gòu)
圖結(jié)構(gòu)
等等

在我的專欄有詳細介紹,我就不多說了

實際上，對于數(shù)據(jù)的存儲該選擇什么樣的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，那就要取決于數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu)，再次聲明下，這點的理解很重要，以下我說的每個字都不要漏掉哦

啥是邏輯結(jié)構(gòu)？

不知道你們之前有沒有想過這個問題，數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)是個啥？可能你有點迷糊，但是說起來真的很簡單：

數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)就是指的數(shù)據(jù)之間存在的關(guān)系

我想經(jīng)過上面的講解，你這里立馬就知道，這里指的關(guān)系就是上面說的什么一對一，一對多和多對多了，不錯，就是這些，這里的數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)指的就是這么些個關(guān)系，就好比我上面給的那個圖，我們再來看一下：

我想經(jīng)過以上的解釋，你會馬上知道這里的關(guān)系是指一對一，一對多，多對多。不錯，就是這些。這里的數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)指的就是這些關(guān)系，就像我上面給出的圖一樣。我們再來看看：

例如，上圖中的大伯，二伯和爸爸，他們都屬于兄弟關(guān)系。爺爺有三個兒子，大伯有兩個孩子,這種都是一對多的關(guān)系。如果要這樣存儲數(shù)據(jù)，不僅要存儲基本的數(shù)據(jù)信息，還要存儲它們之間現(xiàn)有的關(guān)系。

而這種關(guān)系即是數(shù)據(jù)之間的邏輯結(jié)構(gòu)。

總之，數(shù)據(jù)之間的邏輯結(jié)構(gòu)大致可以分為三種類型，即：

一對一：就是那種你挨著我，我挨著你的數(shù)據(jù)，比如數(shù)組
一對多：就是我們上面畫的家譜圖那樣
多對多：這個比如說地圖，或者一些四通八達的路，能明白我的意思吧

其實吧，給到你一些數(shù)據(jù)，你基本上都能判斷出這些數(shù)據(jù)是什么關(guān)系，也就是說，數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)不難辨認。

到了這里，你有沒有發(fā)現(xiàn)，這三種邏輯結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)，正好可以用我們上面介紹的三大類的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)去存儲，想一下，也就是下面三種：

線性表：一對一
樹結(jié)構(gòu)：一對多
圖結(jié)構(gòu)：多對多

有沒有發(fā)現(xiàn)，萬變不離其中啊，只是我們了解了邏輯結(jié)構(gòu)這個知識點后，你會覺得這塊的只是更加的完整。

物理結(jié)構(gòu)是什么?

我們在上面知道了邏輯結(jié)構(gòu)是什么，所以我們可以分析數(shù)據(jù)之間的邏輯結(jié)構(gòu)，看看應該使用哪個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲數(shù)據(jù)。這看似已經(jīng)萬事大吉，沒啥事了，但是，實則不然，其實吧，說到這里，牽涉到的知識點又不少，我這里只給你說重點，詳細的以后單獨拿出來嘮叨嘮叨。

請先記住非常重要的一句話：

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的存儲方式只有兩種：數(shù)組（順序存儲）和鏈表（鏈式存儲）

啥意思嘞？其實吧，數(shù)組和鏈表是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其他的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都可以用數(shù)組和鏈表來實現(xiàn)，你比如拿棧來說吧，可以用數(shù)組來實現(xiàn)棧，這就叫做順序棧，也可以用鏈表來實現(xiàn)棧這個就叫做鏈式棧。

所以啊，每種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的存儲其實都可以分為順序存儲（用數(shù)組實現(xiàn)）和鏈式存儲（用鏈表實現(xiàn)）

你比如說要使用隊列這個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲數(shù)據(jù)，那實際上，就可以分為順序隊列實現(xiàn)和鏈式隊列實現(xiàn)，也就是看你實際內(nèi)存中怎樣去存儲這些數(shù)據(jù)，因此，你可以看出，數(shù)組和鏈表是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的基石啊！

那么，新的問題就來了，既然對于每個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都可以有順序存儲和鏈式存儲，那么即時我依據(jù)數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)選擇了一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，那么我怎么來確定是要順序存儲還是要鏈式存儲呢？

這個問題的關(guān)鍵所在就是要分析數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)了？

數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)是什么？如果你以前沒有想過這個問題，你會感到困惑，但也很簡單：

數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)就是指的數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的存儲是連續(xù)存儲，也就是集中在一塊的意思，還是零散的分散存儲。

也就是說，對于一些數(shù)據(jù)，我們可以分析它們之間的邏輯結(jié)構(gòu)，知道數(shù)據(jù)之間有什么樣的關(guān)系。我們可以確定使用什么樣的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，但也需要分析數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)。

可是，你有沒有發(fā)現(xiàn)問題，我們怎么知道數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)是啥呢？

這里要看兩點，來讓我們決定數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)，分別是：

內(nèi)存的空間狀態(tài)
數(shù)據(jù)的用途

什么意思？以內(nèi)存空間的狀態(tài)為例。首先，我們需要知道，連續(xù)存儲需要連續(xù)的內(nèi)存空間。例如，如果我們想存儲10m大小的數(shù)據(jù)，也就需要10m的連續(xù)的內(nèi)存空間，但是如果沒有的話那肯定是用不了連續(xù)存儲了，那只能分散存儲，否則存儲不成功啊。

然后看看數(shù)據(jù)的用途。連續(xù)存儲和分散存儲的主要區(qū)別之一是，它會影響后續(xù)的數(shù)據(jù)操作。對于連續(xù)存儲，它具有很高的數(shù)據(jù)遍歷效率。因此，如果你存儲的這些數(shù)據(jù)后續(xù)的操作中遍歷比較頻繁，那肯定優(yōu)先選擇連續(xù)存儲，當然，如果你后續(xù)的數(shù)據(jù)操作中會進行比較多的更新操作的話，那就優(yōu)先選擇分散存儲了，因為它效率更高。

所以我們根據(jù)內(nèi)存的空間狀態(tài)和數(shù)據(jù)的用途來確定數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)是連續(xù)存儲還是分散存儲，然后再選擇對應的存儲方式，也就是：