一、什么是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，直白地理解，就是研究數(shù)據(jù)的存儲方式。

我們知道，數(shù)據(jù)存儲只有一個目的，即為了方便后期對數(shù)據(jù)的再利用，就如同我們使用數(shù)組存儲?{1,2,3,4,5}?是為了后期取得它們的值，因此，數(shù)據(jù)在計算機(jī)存儲空間的存放，決不是胡亂的，這就要求我們選擇一種好的方式來存儲數(shù)據(jù)，而這也是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的核心內(nèi)容例如，要存儲這樣一組數(shù)據(jù)：{張三，張四，張五，張六，張七}，數(shù)據(jù)之間具有這樣的關(guān)系：張三是張四、張五的父親，同時張四還是張六和張七的父親，數(shù)據(jù)之間的關(guān)系如圖所示：

對于存儲之間具有復(fù)雜關(guān)系的數(shù)據(jù)，如果還是用變量或數(shù)組來存儲（比如用數(shù)組存儲 {“張三”,"張四",“張五”,"張六","張七"} ），數(shù)據(jù)存儲是沒有問題，但是無法體現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的邏輯關(guān)系，后期根本無法使用，顯然不明智。針對此類數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)提供了樹（或者圖）存儲結(jié)構(gòu)，專門用于存儲這類數(shù)據(jù)。通過以上示例可以體會出，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教會我們的絕不僅僅是如何存儲 1、2、這樣簡單的數(shù)據(jù)，而是解決具有復(fù)雜關(guān)系的大量數(shù)據(jù)的存儲問題。

二、常用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

線性表

順序表

鏈表

棧

隊列

樹

圖

三、線性表介紹

線性表結(jié)構(gòu)存儲的數(shù)據(jù)往往是可以依次排列的，就像小朋友手拉手，每位學(xué)生的前面和后面都僅有一個小朋友和他拉手，具備這種“一對一”關(guān)系的數(shù)據(jù)就可以使用線性表來存儲。

例如，存儲類似 list = [1,3,5,7,9]這樣的數(shù)據(jù)時，各元素依次排列，每個元素的前面和后邊有且僅有一個元素與之相鄰（除首元素和尾元素），因此可以使用線性表存儲。線性表并不是一種具體的存儲結(jié)構(gòu)，它包含順序存儲結(jié)構(gòu)和鏈?zhǔn)酱鎯Y(jié)構(gòu)，是順序表和鏈表的統(tǒng)稱。

四、順序表

順序表，簡單地理解，就是常用的數(shù)組，只是換了個名字而已，例如使用順序表存儲 {1,3,5,7,9}，如圖所示：

五、鏈表

我們知道，使用順序表（底層實現(xiàn)靠數(shù)組）時，需要提前申請一定大小的存儲空間，這塊存儲空間的物理地址是連續(xù)的，如圖所示。鏈表則完全不同，使用鏈表存儲數(shù)據(jù)時，是隨用隨申請，因此數(shù)據(jù)的存儲位置是相互分離的，換句話說，數(shù)據(jù)的存儲位置是隨機(jī)的為了給各個數(shù)據(jù)塊建立“依次排列”的關(guān)系，鏈表給各數(shù)據(jù)塊增設(shè)一個指針，每個數(shù)據(jù)塊的指針都指向下一個數(shù)據(jù)塊（最后一個數(shù)據(jù)塊的指針指向 NULL），就如同一個個小學(xué)生都伸手去拉住下一個小學(xué)生的手，這樣，看似毫無關(guān)系的數(shù)據(jù)塊就建立了“依次排列”的關(guān)系，也就形成了鏈表，如圖所示：

六、棧

棧和隊列隸屬于線性表，是特殊的線性表，因為它們對線性表中元素的進(jìn)出做了明確的要求。棧中的元素只能從線性表的一端進(jìn)出（另一端封死），且要遵循“先入后出”的原則，即先進(jìn)棧的元素后出棧。

棧結(jié)構(gòu)如圖所示，像一個木桶，棧中含有 3 個元素，分別是 A、B 和 C，從在棧中的狀態(tài)可以看出 A 最先進(jìn)的棧，然后 B 進(jìn)棧，最后 C 進(jìn)棧。根據(jù)“先進(jìn)后出”的原則，3 個元素出棧的順序應(yīng)該是：C 最先出棧，然后 B 出棧，最后才是 A 出棧。

七、隊列

隊列中的元素只能從線性表的一端進(jìn)，從另一端出，且要遵循“先入先出”的特點，即先進(jìn)隊列的元素也要先出隊列。

隊列結(jié)構(gòu)如圖所示，隊列中有 3 個元素，分別是 A、B 和 C，從在隊列中的狀態(tài)可以看出是 A 先進(jìn)隊列，然后 B 進(jìn)，最后 C 進(jìn)。根據(jù)“先進(jìn)先出”的原則，3 個元素出隊列的順序應(yīng)該是 A 最先出隊列，然后 B 出，最后 C 出。

八、樹存儲結(jié)構(gòu)

樹存儲結(jié)構(gòu)適合存儲具有“一對多”關(guān)系的數(shù)據(jù)。

如圖所示，其中張四只有一個父親，但他卻有兩（多）個孩子，這就是“一對多”的關(guān)系，滿足這種關(guān)系的數(shù)據(jù)可以使用樹存儲結(jié)構(gòu)。

九、圖存儲結(jié)構(gòu)

圖存儲結(jié)構(gòu)適合存儲具有“多對多”關(guān)系的數(shù)據(jù)。

如圖所示，從 V1 可以到達(dá) V2、V3、V4，同樣，從 V2、V3、V4 也可以到達(dá) V1，這就是“多對多”的關(guān)系，滿足這種關(guān)系的數(shù)據(jù)可以使用圖存儲結(jié)構(gòu)。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的python的数据结构包括那些_python算法与数据结构-什么是数据结构的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。