常见的数据结构有哪些?

常见的数据结构主要可以分为两大类:线性数据结构和非线性数据结构。

线性数据结构

线性数据结构中的元素排列成一条线的形式,主要包括:

  1. 数组(Array):一种固定大小的数据结构,存储一系列相同类型的元素。元素可以通过索引直接访问。它的优点是访问速度快,但是大小固定且在插入和删除操作时效率较低。

  2. 链表(Linked List):由一系列节点组成,每个节点包含数据部分和指向下一个节点的指针。链表可以是单向的、双向的或循环的。相较于数组,链表在插入和删除数据时效率更高,但访问特定元素的速度较慢。

  3. 栈(Stack):一种后进先出(LIFO,Last In First Out)的数据结构,只能在一端(栈顶)进行添加或删除操作。栈常用于实现浏览器的后退功能、函数调用的管理等。

  4. 队列(Queue):一种先进先出(FIFO,First In First Out)的数据结构,只能在一端(队尾)添加元素,在另一端(队头)删除元素。队列常用于任务调度、缓存请求等。

非线性数据结构

非线性数据结构中的元素不是顺序排列的,主要包括:

  1. 树(Tree):由节点组成的层次结构,每个节点有零个或多个子节点,但只有一个根节点。树的特例包括二叉树、平衡树(如AVL树、红黑树)、B树等,常用于实现数据库索引、文件系统等。

  2. 图(Graph):由节点(顶点)和连接节点的边组成。图可以是有向的或无向的,可以有权重。图常用于表示网络、社交网络分析、地图导航等。

  3. 散列表(Hash Table):通过哈希函数将键映射到表中一个位置来访问记录,以支持快速的插入和搜索操作。哈希表常用于数据库索引、缓存实现等。

每种数据结构都有其特定的应用场景和优缺点。选择合适的数据结构可以显著提高程序的效率和性能。

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