1.1 什么是数据结构

  • 官方解释：

数据结构是一门研究非数值计算的程序设计问题中的操作对象，以及他们之间的关系和操作等相关问题的学科。

  • 大白话：

数据结构就是把数据元素按照一定的关系组织起来的集合，用来组织和存储数据

1.2 数据结构的分类

传统上我可以把数据结构分为：逻辑结构和物理结构两大类。

  • 逻辑结构分类：

逻辑结构是从具体问题中抽象出来的模型，是抽象意义上的结构，按照对象中数据元素之间的相互关系分类。

a.集合结构∶集合结构中数据元素除了属于同一个集合外，他们之间没有任何其他的关系。

b.线性结构︰线性结构中的数据元素之间存在一对一的关系。

c.树形结构∶树形结构中的数据元素之间存在一对多的层次关系。

d.图形结构∶图形结构的数据元素是多对多的关系。

  • 物理结构(存储结构)

逻辑结构在计算机中真正的表示方式(又称为映像）称为物理结构，也可以叫做存储结构。常见的物理结构有顺序存储结构、链式存储结构。

a.顺序存储结构：把数据元素放到地址连续的存储单元里面，其数据间的逻辑关系和物理关系是一致的，比如我们常用的数组就是顺序存储结构。

b.链式存储结构：是把数据元素存放在任意的存储单元里面，这组存储单元可以是连续的也可以是不连续的。此时，数据元素之间并不能反映元素间的逻辑关系，因此在链式存储结构中引进了一个指针存放数据元素的地址，这样通过地址就可以找到相关联数据元素的位置。

  • 顺序存储与链式存储的对比
顺序存储结构 链式存储结构
优点 查找 插入和删除
缺点 插入和删除 查找

1.3 什么是算法

  • 官方解释：

算法是指解题方案的准确而完整的描述，是一系列解决问题的清晰指令，算法代表着用系统的方法解决问题的策略机制。也就是说，能够对一定规范的输入，在有限时间内获得所要求的输出。

  • 大白话：

根据一定的条件，对一些数据进行计算，得到需要的结果。

  • 优秀算法的目标

1、花最少的时间完成需求，（时间复杂度）

2、占用最少的内存空间完成需求（空间复杂度）

1.4 算法初体验

  • 简单案例：计算1到100的和。
// 方法一
public static void main(String[] args){
    int sum = 0;
    int n = 100;
    for(int i = 1; i < n; i++){
        sum = sum + i;
    }
    System.out.println("sum"+sum);
}

// 法方二
public static void main(String[] args){
    int sum = 0;
    int n = 100;
    sum = (n+1)*n/2;
    System.out.println("sum"+sum);
}
/*
	明显看出，方法一的时间复杂度为O(n)
	方法二的时间复杂度为O(1)
	方法二较好
*/