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一、什么是数据结构

1. 定义

数据结构 = 研究 数据 与 数据之间的关系。

数据处理规模的递进：

1.C语言语法2.基本编程思维3.处理单个或几个变量的数据4.处理批量数据（数组+结构体）5.数据规模更大->研究 数据与数据之间的关系（数据结构）->结合处理数据的思路（算法）->最终实现好的编程效果

一句话：数据结构就是研究"数据元素"与"数据元素"之间的关系。

2. 怎么学习

• 数据结构的特点：抽象
  • 数据的操作（指针）
  • 代码实现？
• 学习建议：画图（让抽象关系清晰明了）

3. 优秀程序员的基本功

一门编程语言+数据结构和算法(好的)程序设计=算法(好)+数据结构(合适的)

二、数据结构的内容与术语

例：单个学生 = 数据元素（一个有意义的基本单位）；学生这种类型 = 数据对象。

三、数据的逻辑结构（数据之间的关系）

四、数据的存储结构

数据最终还得存储到计算机中，怎么把具有逻辑关系的数据存储到计算机？

顺序存储（数组）优缺点

优点：随机访问方便 缺点：增、删（麻烦）

链式存储（链表）优缺点

优点：增、删除（方便） 缺点：访问需要遍历

顺序存储的增删（数组）

intsno[10]={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};// 增加一个学号 -> 思路：// 1. 新创建一个多一个元素的数组// 2. 将原数组数据拷贝过来，再新加一个数值// 3. 释放原有空间intsno1[11]={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};// 删除一个学号intsno1[10]={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};

同一逻辑关系的数据可以用不同存储结构存储，但不同存储结构对应处理思路（算法）也不同。用什么样的算法，取决于处理怎样关系（逻辑 + 存储）的数据。

五、数据结构知识体系

数据结构 ├── 逻辑结构（逻辑模型） │ ├── 集合结构 │ ├── 线性结构 │ ├── 树形结构 │ └── 图状结构 ├── 存储结构（映像到内存） │ ├── 顺序结构 │ ├── 链式结构 │ ├── 索引结构 │ └── 散列结构 └── 抽象数据类型（数据对象 + 数据关系 + 基本操作）

六、算法

定义：算法是解决特定问题求解步骤的描述，在计算机中表现为指令的有限序列，并且每条指令表示一个或多个操作。算法就是解决问题的步骤（是解决问题思路的具体描述）。

算法五大基本特性

1.输入2.输出3.有穷性4.确定性5.可行性

好算法的评判标准

1.正确性2.可读性3.健壮性（鲁棒性）4.时间效率和存储量低（时间复杂度 和 空间复杂度）

七、线性表（顺序表）

线性表是一对一的数据结构，顺序存储：C语言、C++、Java、Python 都支持。

数组（顺序表）的算法：创建、增、删、改、查、销毁。

// 1.创建inta[10];int*p=malloc(sizeof(int)*10);// 2.增inputArray();// 输入数据insertArray();// 插入数据// 3.删deleteArray();// 4.改modifyArray();// 找到 修改// 5.查findArray();// 6.销毁（堆区）free(p);// 数据销毁 / 空间销毁

八、链表（用链式方式实现线性结构）

1. 节点（结点）结构

节点包含：a. 数据 b. 下一个节点的地址

typedefintdata_t;structnode{data_tdata;// 数据域structnode*next;// 指针域：下一个节点的地址};typedefstructnodenode_t;

2. 带头链表

数据结构中 ——带头链表：

头节点->首节点->...->尾节点 数据域xxx 数据域1数据域3指针域 指针域 指针域NULL

• 头节点：带头，数据域不关心
• 首节点：第一个有效数据节点
• 尾节点：最后一个有效数据节点（特点：指针域为 NULL）
• 空链表：只有头节点，而且头节点的指针域为 NULL

3. 创建链表（创建空链表）

node_t*linklist_create(void){// 创建一个节点，充当头节点node_t*head=malloc(sizeof(node_t));// 头节点数据域不关心，指针域为 NULLhead->next=NULL;returnhead;// 返回头节点的地址}

4. 头插法（每次插入到头节点的后面）

voidlinklist_insert_head(node_t*phead,data_tdata){// 1.创建新节点node_t*pNew=malloc(sizeof(node_t));// 2.把 data 放到数据域中pNew->data=data;// 3.连起来pNew->next=phead->next;// (1) 新节点指向原首节点phead->next=pNew;// (2) 头节点指向新节点return;}

5. 判断链表是否为空

intis_empty(node_t*phead){// 空链表：只有头节点，phead->next == NULLreturnphead->next==NULL;}

6. 遍历打印

voidlinklist_print(node_t*phead){// 有效性验证：// 1. phead 有可能传的是 NULL// 2. 空链表：phead->next == NULLnode_t*p=phead->next;while(p!=NULL){printf("%d ",p->data);// 打印此时 p 所在节点的数据域p=p->next;// 向后移动}putchar('\n');}

7. 尾插法（每次插入到尾节点的后面）

voidlinklist_insert_tail(node_t*phead,data_tdata){// 1.创建新节点node_t*pNew=malloc(sizeof(node_t));// 2.把 data 放到数据域中pNew->data=data;pNew->next=NULL;// 3.连起来// a.先找到尾节点node_t*p=phead;while(p->next!=NULL){p=p->next;}// 写法1p->next=pNew;// 写法2（等价）// pNew->next = p->next;// p->next = pNew;return;}

8. 查找（按 key 找节点，返回节点地址）

node_t*linklist_find_key(node_t*phead,data_tkey){node_t*p=phead->next;while(p!=NULL){if(p->data==key){returnp;// 找到，返回节点地址}p=p->next;}returnNULL;}

9. 修改（找到位置上修改）

node_t*linklist_update(node_t*phead,data_told,data_tnew){node_t*p=linklist_find_key(phead,old);if(p!=NULL){p->data=new;// 找到位置上修改}returnp;// 返回节点地址}

10. 头删（砍头法：每次删除首节点）

intlinklist_delete_head(node_t*phead){// 1.删除：让头节点的指针域指向首节点的下个节点node_t*p=phead->next;phead->next=p->next;// 2.释放 p 指向的节点（原先的首节点）free(p);p=NULL;return0;}

11. 尾删（每次删除尾节点）

intlinklist_delete_tail(node_t*phead){// 思路：单向链表// 让 p 停在尾节点的前一个节点node_t*p=phead;while(p->next->next!=NULL)// 找到尾节点的前一个节点{p=p->next;}free(p->next);// 释放尾节点p->next=NULL;// p 所在节点成为新的尾节点return0;}

注：笔记中尾删循环条件while(p->next == NULL)是笔误，正确应为while(p->next->next != NULL)（让 p 停在尾节点的前一个节点），上面已按正确写法整理。