数据结构精讲：栈、队列、向量与链表对比分析

"这是一份关于数据结构的高分笔记，特别针对复旦大学软件专业课961考试，包含了数据结构、软件工程、计算机组成等相关知识点，并附有历年真题和答案，旨在帮助考生高效复习。笔记详尽地讲解了栈、队列、向量、链表等基础数据结构及其应用，同时也比较了数组与向量、顺序表与链表的差异。" 在数据结构的学习中，栈、队列和向量是基础且重要的概念。栈是一种具有后进先出（LIFO）特性的数据结构，常用于递归处理和表达式求解等场景。其抽象数据类型（ADT）包括顺序实现和链接实现，例如在C++中，可以使用标准模板库（STL）中的`stack`容器来实现栈的操作。 队列则是一种先进先出（FIFO）的数据结构，广泛应用于任务调度和打印机队列等场合。队列也有顺序和链接两种实现方式，STL中的`queue`容器提供了便捷的接口。 向量，类似于数组，但具有动态扩展的能力。它可以像数组一样通过索引访问元素，但在需要时能自动调整大小。在内存管理上，数组通常在栈上分配，大小固定，而向量在堆上分配，大小可变，这使得向量在某些情况下比数组更为灵活，但也带来了性能上的差异，如在进行扩容时会涉及元素的迁移。 链表是另一种重要数据结构，包括单链表、双向链表和环形链表等形式。链表的每个元素（节点）包含数据和指向下一个节点的指针，这允许在内存中非连续的位置存储元素，提供了更灵活的插入和删除操作，但访问速度相对较慢，因为需要遍历链表。 数组和向量的主要区别在于内存管理和大小是否可变。数组在初始化后大小固定，内存分配由系统自动处理，而向量在内存中动态分配，可以随需求增长。此外，向量支持拷贝和赋值操作，而数组不支持直接的拷贝初始化和赋值。 顺序表（数组）和链表在存取方式、逻辑结构与物理结构、查找、插入和删除操作以及空间分配上有所不同。数组支持随机存取，查找和按序号查找速度快，但插入和删除效率低。链表虽插入和删除快，但查找效率较低，且无法实现随机访问。 带哨兵节点的链表，也称为有头结点的链表，其优点在于避免了对空链表进行操作时的特殊判断，简化了代码实现。这种链表在插入和删除操作中更加方便，因为头结点的存在使得对链表的处理更为一致。 这份笔记涵盖了这些核心概念，并结合复旦961考试的大纲，为考生提供了一个全面的复习框架，包括软件工程的概念、UML图以及计算机组成的相关知识点，是备考的重要参考资料。