青岛大学王卓老师数据结构课程概述：基本概念与逻辑结构

【数据结构】第一周 绪论课程主要涵盖了数据结构的基础概念和核心组成部分。数据结构是计算机科学中的基石，它研究如何组织和存储数据，以及如何有效地对这些数据进行操作。在本资源中，王卓老师通过青岛大学的课堂笔记，为学习者介绍了以下几个关键知识点： 1. **数据结构类型**： - 数组：一种线性数据结构，常用于顺序访问元素。 - 链表：动态数组，包含节点，每个节点包含数据和指向下一个节点的指针。 - 栈和队列：线性结构，遵循后进先出(LIFO)或先进先出(FIFO)的原则。 - 散列表：使用哈希函数将键映射到数组中的位置，实现快速查找。 - 二叉树：每个节点最多有两个子节点的树形结构。 - 堆：一种特殊的树形结构，通常用于优先队列或求解最大/最小值问题。 - 跳表：一种提高查找性能的高效数据结构，类似于多级索引。 - 图：由顶点和边组成的复杂网络结构，用于表示实体间的联系。 - Trie树（字典树）：用于字符串的高效搜索和前缀查找。 2. **算法基础**： - 递归：解决问题时通过调用自身来解决问题的方法。 - 排序：如冒泡排序、快速排序、归并排序等，对数据元素进行有序排列。 - 查找算法：如二分查找、广度优先搜索(BFS)和深度优先搜索(DFS)。 - 哈希算法：通过哈希函数将数据元素快速定位到存储位置。 - 贪心算法：每一步选择局部最优解，期望达到全局最优。 - 分治算法：将大问题分解成小问题独立解决，再合并结果。 - 回溯算法：用于解决组合优化问题，通过尝试和撤销来找到解空间的最优解。 - 动态规划：解决问题时，通过子问题的最优解推导出原问题的最优解。 - 字符串匹配算法：如KMP算法、Boyer-Moore算法，用于在一个文本中查找模式。 1.2.2 **数据结构的核心概念**： - 数据结构由数据元素组成，它们之间通过逻辑关系相连，形成特定的结构。 - 数据元素之间的关系被称为逻辑结构，如线性结构（如数组和链表）、非线性结构（如树和图）。 - 物理结构（或存储结构）指数据元素在计算机内存中的具体布局，包括数组、链表等的不同实现方式。 - 数据的运算和实现包括基本操作（如插入、删除、查找）以及如何在特定存储结构上高效执行这些操作。 在数据结构的学习过程中，理解数据、数据元素、数据项和数据对象的区别和关系至关重要，它们共同构成了数据结构的基础。通过掌握这些概念，学生能够更好地设计和分析算法，解决实际问题，并在大数据、数据分析和数据挖掘等领域中发挥重要作用。