数组、链表、栈、队列、树、图都是常见的数据结构,用于存储和组织数据。
数组(Array)是一组连续的内存单元,用于存储同类型的数据。数组的访问是通过索引进行的,可以快速访问数组中的任何元素。底层原理是在内存中分配一段连续的空间,通过索引来访问其中的元素。
链表(Linked List)是一组不连续的内存单元,每个节点包含一个数据元素和一个指向下一个节点的指针。链表的访问是通过遍历节点进行的,可以快速在链表中插入或删除元素。底层原理是使用指针来实现节点之间的连接。
栈(Stack)是一种后进先出(LIFO)的数据结构,只允许在栈顶进行插入和删除操作。栈的应用场景比如函数调用的过程中保存调用栈,表达式求值中使用后缀表达式等。底层原理是使用数组或链表来实现,其中插入和删除操作只针对栈顶元素。
队列(Queue)是一种先进先出(FIFO)的数据结构,只允许在队尾插入元素,在队头删除元素。队列的应用场景比如实现消息队列,进程调度等。底层原理是使用数组或链表来实现,其中插入和删除操作分别在队尾和队头。
树(Tree)是一种非线性的数据结构,由一组节点和一组边组成。树的节点可以有多个子节点,但是每个节点只有一个父节点。树的应用场景比如搜索引擎中的倒排索引,操作系统中的文件系统等。底层原理是使用指针来实现节点之间的连接。
图(Graph)是一种非线性的数据结构,由一组节点和一组边组成。图的节点可以有多个相邻节点,边可以是有向或无向的。图的应用场景比如社交网络中的人与人之间的关系,地图中的道路和城市等。底层原理是使用邻接矩阵或邻接表来表示节点和边之间的关系。