数据结构精讲:顺序表、链表、排序与归并
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更新于2024-07-20
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本笔记主要涵盖了数据结构中的多种重要概念和算法,包括静态链表、顺序表与链表的比较、顺序栈和队列的操作、排序算法以及稀疏矩阵的处理。以下是对这些知识点的详细解释:
1. 静态链表:静态链表是一种特殊的链表形式,它利用一维数组来存储链表节点,这样可以节省动态内存分配的时间,但同时也限制了链表长度的灵活性。
2. 顺序表与链表的比较:顺序表是用一维数组实现的线性表,插入和删除操作需要移动元素,效率较低;链表则不需要连续的内存空间,插入和删除操作相对高效,但访问元素不如顺序表快。
3. 顺序表的插入元素算法:在顺序表中插入元素通常需要移动元素,找到合适的位置插入新元素。
4. 顺序表的删除操作:删除操作同样涉及元素的移动,删除指定位置的元素后,后面的元素都需要向前移动一位。
5. 尾插法创建单链表:在链表末尾添加新元素,只需修改尾部指针即可,无需移动其他元素。
6. 头插法建立单链表:在链表头部插入元素,需要更新头指针,并调整新元素与原首元素的连接。
7. 尾插法建立双链表:类似于单链表,但需要同时维护前后指针。
8. 顺序栈的出入栈算法:顺序栈使用数组实现,入栈是在栈顶添加元素,出栈是移除栈顶元素。
9. 栈的应用:栈在程序设计中有广泛应用,如括号匹配、递归调用、函数调用堆栈等。
10. 循环队列:解决顺序队列“假溢出”问题,通过首尾相连形成循环,使得元素可以继续入队。
11. 排序算法:
- 插入排序:分为直接插入排序和折半插入排序,基本思想是将未排序元素逐个插入已排序序列。
- 希尔排序:基于插入排序的改进,通过增量序列分组元素进行排序。
- 交换类排序:如冒泡排序,通过不断交换相邻逆序元素来排序。
- 快速排序:采用分治策略,选取基准元素,将数组分为两部分,分别对两部分进行快速排序。
- 选择类排序:包括简单选择排序,每次选择最小元素与目标位置交换。
- 归并排序:采用递归方式,将数组分成两半,分别排序后再合并。
12. 数组与广义表:数组是多维数据的线性存储方式,广义表是更通用的数据结构,可以表示链式结构。
13. 稀疏矩阵:对于大量为0的矩阵,使用三元组表存储非零元素,节省空间。转置算法通过预设数组num[]和position[]实现快速转置。
以上内容是数据结构学习中基础且重要的部分,理解和掌握这些知识点对于深入理解数据结构和算法至关重要。
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