以下是几个数据结构的基础讲解:
1. 数组 (Array)
数组是最简单、最常用的数据结构。它在内存中分配一块连续的空间,并且所有元素的类型相同。
C语言示例:
#include <stdio.h>int main() {int arr[5] = {10, 20, 30, 40, 50};// 访问数组元素printf("第一个元素: %d\n", arr[0]);printf("第三个元素: %d\n", arr[2]);return 0;
}
例子:想象一个书架上有5本书,按顺序排好,每本书的位置是固定的。我们可以很快找到特定位置的书,但插入新书时可能需要重新排列所有书本。
2. 链表 (Linked List)
链表是一系列节点,每个节点包含数据和指向下一个节点的指针。链表可以动态增长或缩减,但访问速度比数组慢。
C语言示例:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>struct Node {int data;struct Node* next;
};void printList(struct Node* n) {while (n != NULL) {printf("%d ", n->data);n = n->next;}
}int main() {struct Node* head = (struct Node*)malloc(sizeof(struct Node));struct Node* second = (struct Node*)malloc(sizeof(struct Node));struct Node* third = (struct Node*)malloc(sizeof(struct Node));head->data = 1;head->next = second;second->data = 2;second->next = third;third->data = 3;third->next = NULL;printList(head); // 输出: 1 2 3return 0;
}
例子:想象你在一个游乐场排队,每个人都拉着前面一个人的手。每次要插入或删除一个人(节点)都很方便,但如果想找到一个特定的人,可能需要从第一个人开始数。
3. 栈 (Stack)
栈是一种“后进先出 (LIFO)”的结构,就像一摞盘子,最后放的盘子最先被拿走。
C语言示例:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>#define MAX 100struct Stack {int arr[MAX];int top;
};void push(struct Stack* stack, int value) {if (stack->top == MAX - 1) {printf("栈已满\n");return;}stack->arr[++stack->top] = value;
}int pop(struct Stack* stack) {if (stack->top == -1) {printf("栈为空\n");return -1;}return stack->arr[stack->top--];
}int main() {struct Stack stack;stack.top = -1;push(&stack, 10);push(&stack, 20);printf("弹出元素: %d\n", pop(&stack)); // 输出: 20printf("弹出元素: %d\n", pop(&stack)); // 输出: 10return 0;
}
例子:像把书一本一本地摞在桌子上,最后放上的书最先被拿走。
4. 队列 (Queue)
队列是一种“先进先出 (FIFO)”的结构,就像排队买票,先到的人先被服务。
C语言示例:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>#define MAX 100struct Queue {int arr[MAX];int front, rear;
};void enqueue(struct Queue* queue, int value) {if (queue->rear == MAX - 1) {printf("队列已满\n");return;}queue->arr[++queue->rear] = value;
}int dequeue(struct Queue* queue) {if (queue->front > queue->rear) {printf("队列为空\n");return -1;}return queue->arr[queue->front++];
}int main() {struct Queue queue;queue.front = 0;queue.rear = -1;enqueue(&queue, 10);enqueue(&queue, 20);printf("移除元素: %d\n", dequeue(&queue)); // 输出: 10printf("移除元素: %d\n", dequeue(&queue)); // 输出: 20return 0;
}
例子:像排队买票,最先排队的人最先买到票。