C++实现八种常见数据结构详解：数组、链表与栈

本文档深入介绍了八种常见的数据结构，并结合C++编程语言提供了实例演示。以下是每种数据结构的详细讲解： 1. 数组(Array): - 数组是一种线性数据结构，它在内存中连续存储相同类型的数据元素。C++中的数组允许直接通过索引访问元素，例如创建一个整型数组`array[5]`，我们可以轻松地访问和修改其元素，如`array[2]=10`。C++标准模板库(STL)中的`vector`则提供了动态数组功能，可以自动调整大小，更便于操作。 2. 链表(LinkedList): - 链表是由多个节点组成的数据结构，每个节点包含数据和指向下一个节点的指针。链表的节点间没有固定位置，插入和删除操作效率高。C++中的`Node`结构体定义了链表的基本单元，`LinkedList`类包含了如`append`方法用于添加新节点，如`list.append(1); list.append(2);`。 3. 栈(Stack) - 栈是一种遵循后进先出(LIFO)原则的数据结构，只允许在栈顶进行插入和删除。C++标准库中的`stack`容器就是实现栈的一个例子，`s.push(1)`和`s.push(2)`用于入栈，`s.top()`获取栈顶元素，`s.pop()`则用于出栈。 4. 队列(Queue) - 队列遵循先进先出(FIFO)原则，分为两个操作端，一端入队，一端出队。C++中的`queue`容器可以用来模拟队列行为。 5. 堆(Heap): - 堆是一种特殊的树形结构，通常分为最大堆和最小堆，常用于优先级队列。C++标准库中的`priority_queue`是实现堆的一种方式。 6. 哈希表(Hash Table): - 哈希表通过哈希函数将键映射到内存地址，提供快速查找、插入和删除操作。C++的`unordered_map`或`unordered_set`实现了哈希表。 7. 二叉搜索树(Binary Search Tree): - 二叉搜索树具有特定的搜索、插入和删除操作性能，左子节点小于根节点，右子节点大于根节点。C++中可以通过自定义`TreeNode`结构实现二叉搜索树。 8. 图(Graph) - 图由顶点和边组成，可以表示复杂的连接关系。C++中，虽然标准库不直接提供图结构，但可以使用邻接矩阵或邻接表等数据结构来实现。 这些数据结构在计算机科学中至关重要，理解它们的特点和用法对于编写高效的算法和解决实际问题至关重要。通过C++案例的学习，开发者可以更好地掌握这些数据结构的实现和应用。