制作网站页面怎么做,数据分析师证书,久久时间计算网,行业网站建站青岛公司目录 前言 一、数组#xff08;Array#xff09; 1.1优点 1.2缺点 1.3适用场景 二、链表#xff08;Linked List#xff09; 2.1优点 2.2缺点 2.3适用场景 三、栈#xff08;Stack#xff09; 3.1优点 3.2缺点 3.3适用场景 四、队列#xff08;Queue#xff09; 4.1优点… 目录 前言 一、数组Array 1.1优点 1.2缺点 1.3适用场景 二、链表Linked List 2.1优点 2.2缺点 2.3适用场景 三、栈Stack 3.1优点 3.2缺点 3.3适用场景 四、队列Queue 4.1优点 4.2缺点 4.3适用场景 嗨我是Filotimo__。很高兴与大家相识希望我的博客能对你有所帮助。 本文由Filotimo__✍️原创首发于CSDN。 如需转载请事先与我联系以获得授权⚠️。 欢迎大家给我点赞、收藏⭐️并在留言区与我互动这些都是我前进的动力 我的格言森林草木都有自己认为对的角度。 前言
数据结构指的是计算机科学中用来组织和存储数据的方式涉及数据元素之间的关系及其操作定义。数据结构可以分为线性结构和非线性结构。其中线性结构是指数据元素之间存在一对一的关系包括数组、链表、栈和队列等。 一、数组Array
数组是一种在内存中连续存储多个相同类型元素的数据结构。数组通过索引通常从0开始来访问每个元素。
示例代码以下所有代码都是用C语言编写的
#include stdio.h#define SIZE 5int main() {// 创建一个整数数组int arr[SIZE] {1, 2, 3, 4, 5};// 访问数组元素printf(Element at index 0: %d\n, arr[0]); // 输出: 1printf(Element at index 2: %d\n, arr[2]); // 输出: 3// 修改数组元素arr[1] 10;printf(Updated array: );for (int i 0; i SIZE; i) {printf(%d , arr[i]);}printf(\n);return 0;
}
运行截图 1.1优点
① 快速访问由于元素在内存中连续存储可以通过索引直接访问任何元素时间复杂度为 O(1)。
② 简单实现简单直观是最基础的数据结构之一。 1.2缺点
① 固定大小数组创建时大小固定通常无法动态扩展需要预先确定容量。
② 插入和删除操作慢在数组中间或开头插入或删除元素需要移动其他元素时间复杂度为 O(n)。 1.3适用场景
数组适合于元素类型固定、需要频繁访问元素且不需要经常插入或删除元素的场景。 二、链表Linked List
链表是一种非连续、非顺序的数据结构由节点组成每个节点包含数据和指向下一个节点的指针或引用。根据指针的指向链表能形成不同的结构例如单链表双向链表循环链表等。
示例代码
#include stdio.h
#include stdlib.h// 定义链表节点结构
typedef struct Node {int data;struct Node* next;
} Node;// 创建一个新的节点
Node* create_node(int data) {Node* new_node (Node*)malloc(sizeof(Node)); // 分配内存new_node-data data;new_node-next NULL;return new_node;
}// 向链表末尾添加节点
void append(Node** head_ref, int new_data) {Node* new_node create_node(new_data);Node* last *head_ref;if (*head_ref NULL) {*head_ref new_node;return;}while (last-next ! NULL) {last last-next;}last-next new_node;
}// 打印链表
void print_list(Node* node) {while (node ! NULL) {printf(%d - , node-data);node node-next;}printf(NULL\n);
}// 释放链表内存
void free_list(Node* node) {Node* temp;while (node ! NULL) {temp node;node node-next;free(temp);}
}int main() {Node* head NULL;// 创建链表append(head, 1);append(head, 2);append(head, 3);append(head, 4);// 打印链表printf(Linked List: );print_list(head);// 释放链表free_list(head);return 0;
}
运行截图 2.1优点
① 动态大小链表可以动态地分配内存空间不像数组需要预先分配固定大小的空间。
② 插入和删除快速在链表中插入和删除元素不需要移动其他元素只需要改变指针指向时间复杂度为 O(1)。 2.2缺点
① 随机访问慢链表的元素不连续存储访问特定位置的元素需要从头开始遍历时间复杂度为 O(n)。
② 额外空间每个节点除了存储数据外还需存储指针占用较多的内存空间。 2.3适用场景
链表适合于需要频繁插入和删除操作、内存空间不确定或者不需要随机访问元素的场景。 三、栈Stack
栈是一种特殊的线性表具有后进先出LIFOLast In First Out的特点只允许在一端进行插入和删除操作。这一端被称为栈顶另一端称为栈底。
示例代码
#include stdio.h
#include stdlib.h#define MAX_SIZE 100 // 栈的最大容量// 定义栈结构体
typedef struct {int items[MAX_SIZE];int top; // 栈顶指针
} Stack;// 初始化栈
void init(Stack* stack) {stack-top -1; // 栈顶指针初始化为-1表示栈为空
}// 判断栈是否为空
int is_empty(Stack* stack) {return stack-top -1;
}// 判断栈是否已满
int is_full(Stack* stack) {return stack-top MAX_SIZE - 1;
}// 入栈操作
void push(Stack* stack, int item) {if (is_full(stack)) {printf(Stack overflow\n);return;}stack-items[stack-top] item; // 栈顶指针先加一然后添加元素
}// 出栈操作
int pop(Stack* stack) {if (is_empty(stack)) {printf(Stack underflow\n);return -1; // 返回-1表示出栈失败}return stack-items[stack-top--]; // 返回栈顶元素并将栈顶指针减一
}// 查看栈顶元素
int peek(Stack* stack) {if (is_empty(stack)) {printf(Stack is empty\n);return -1; // 返回-1表示栈为空}return stack-items[stack-top]; // 仅返回栈顶元素不改变栈的状态
}// 获取栈的大小
int size(Stack* stack) {return stack-top 1;
}int main() {Stack stack;init(stack); // 初始化栈push(stack, 10);push(stack, 20);push(stack, 30);printf(Top element is %d\n, peek(stack)); // 输出: 30printf(Stack size is %d\n, size(stack)); // 输出: 3printf(Popped element is %d\n, pop(stack)); // 输出: 30printf(Popped element is %d\n, pop(stack)); // 输出: 20printf(Top element is %d\n, peek(stack)); // 输出: 10return 0;
}
运行截图 3.1优点
① 操作简单只允许在栈顶进行插入和删除操作实现简单直观。
② 内存管理方便栈的内存管理由系统自动处理无需程序员手动管理。 3.2缺点
① 容量限制栈的大小受限于系统内存的大小可能会造成栈溢出。
② 不支持随机访问由于只能操作栈顶元素无法直接访问栈中间的元素。 3.3适用场景
① 递归算法如深度优先搜索
② 表达式求值如逆波兰表达式
③ 括号匹配如编译器的语法分析
④ 历史记录如浏览器前进后退功能
⑤ 撤销操作如文本编辑器的撤销功能 四、队列Queue
队列是一种具有先进先出FIFOFirst In First Out特性的数据结构允许在一端插入enqueue元素另一端删除dequeue元素。通常用于需要按顺序处理数据的场景。
示例代码
#include stdio.h
#include stdlib.h#define MAX_SIZE 100 // 队列的最大容量// 定义队列结构体
typedef struct {int items[MAX_SIZE];int front; // 队头指针int rear; // 队尾指针int size; // 队列当前元素个数
} Queue;// 初始化队列
void init(Queue* queue) {queue-front 0;queue-rear -1;queue-size 0;
}// 判断队列是否为空
int is_empty(Queue* queue) {return queue-size 0;
}// 判断队列是否已满
int is_full(Queue* queue) {return queue-size MAX_SIZE;
}// 入队操作
void enqueue(Queue* queue, int item) {if (is_full(queue)) {printf(Queue overflow\n);return;}queue-rear (queue-rear 1) % MAX_SIZE; // 环形队列实现queue-items[queue-rear] item;queue-size;
}// 出队操作
int dequeue(Queue* queue) {if (is_empty(queue)) {printf(Queue underflow\n);return -1; // 返回-1表示出队失败}int dequeued_item queue-items[queue-front];queue-front (queue-front 1) % MAX_SIZE; // 环形队列实现queue-size--;return dequeued_item;
}// 查看队头元素
int peek(Queue* queue) {if (is_empty(queue)) {printf(Queue is empty\n);return -1; // 返回-1表示队列为空}return queue-items[queue-front];
}// 获取队列的大小
int size(Queue* queue) {return queue-size;
}int main() {Queue queue;init(queue); // 初始化队列enqueue(queue, 10);enqueue(queue, 20);enqueue(queue, 30);printf(Front element is %d\n, peek(queue)); // 输出: 10printf(Queue size is %d\n, size(queue)); // 输出: 3printf(Dequeued element is %d\n, dequeue(queue)); // 输出: 10printf(Dequeued element is %d\n, dequeue(queue)); // 输出: 20printf(Front element is %d\n, peek(queue)); // 输出: 30return 0;
}
运行截图 4.1优点
① 按序处理队列确保元素按照入队的顺序处理符合先进先出的逻辑。
② 操作简单队列仅支持在队尾插入和队头删除操作设计和实现都较为简单。
③ 资源管理队列的大小可以动态增长灵活适应不同数据量的需求。 4.2缺点
① 固定容量队列的大小通常是固定的可能会导致队列满时无法继续入队队列溢出。
② 不支持随机访问只能访问队头元素不能直接访问队列中间的元素。 4.3适用场景
① 任务调度用于任务按顺序执行例如操作系统中的进程调度。
② 消息传递用于实现异步消息传递机制例如消息队列中间件。
③ 广度优先搜索在图的遍历中广度优先搜索算法需要使用队列来管理遍历的节点顺序。
④ 缓冲用于平衡生产者和消费者之间的速度差异例如生产者消费者模型中的缓冲区。
⑤ 网络数据包处理在网络数据传输中使用队列来管理接收到的数据包。
