数据结构（一）逻辑结构和存储结构

文章目录

数据结构
- 逻辑结构
- - 集合结构
  - 线性结构
  - 树状结构
  - 网络结构（图形）
- 物理结构（存储）
- - 顺序存储结构
  - 链式存储结构
  - 索引存储结构
  - 散列存储结构（哈希）
- 数据结构对性能的影响

数据结构

数据结构有两个概念、逻辑结构，物理结构（存储）
逻辑结构：描述数据节点之间的关系。
物理结构：描述数据在内存中是如何存储的（分配内存空间）。

逻辑结构

集合结构，线性结构，树状结构，网络结构（图形）

集合结构

数据结构中的元素之间除了“同属一个集合” 的相互关系外，别无其他关系；

线性结构

元素存在一对一的相互关系

树状结构

元素存在一对多的相互关系

网络结构（图形）

元素存在多对多的相互关系

物理结构（存储）

物理结构又叫存储结构，分为以下四种：
顺序存储结构：顺序存储结构。
非顺序存储结构：链式存储结构、索引结构、散列结构。

顺序存储结构

数据存储内存空间是连续的

链式存储结构

数据存储内存空间是不连续的

索引存储结构

分别存放数据元素和元素间关系的存储方式，存在索引（index）用以检索数据

散列存储结构（哈希）

分别存放数据元素和元素间关系的存储方式，将关键码（key）经函数映射后（通常为 hash）得到数组索引（index），根据数组特性，通过 index 即可得到数据存储地址（addr）

// Java hashMap 映射函数 i：index , n:table.length , hash:hashcode
i = (n - 1) & hash

数据结构对性能的影响

(1)检索。检索就是在数据结构里查找满足一定条件的节点。一般是给定一个某字段的值，找具有该字段值的节点。 [3]
(2)插入。往数据结构中增加新的节点。
(3)删除。把指定的结点从数据结构中去掉。
(4)更新。改变指定节点的一个或多个字段的值。
(5)排序。把节点按某种指定的顺序重新排列。例如递增或递减。

通常，评估一种数据结构会有如下指标：

常用数据操作（随机情况下）的速度（查询、插入、删除、修改、排序）；
内存利用率，内存扩展性；
存储密度；
存储数据类型是否灵活；
随机访问性如何（影响数据操作速度即时间复杂度）；

最终，一种数据结构的性质表现，会由逻辑结构，存储结构，加其额外定义的规则决定（如栈，限制了只允许栈顶对数据进行操作）。同一存储结构也会因为不同的定义导致差异（如无序数组插入速度比有序数组快，因为无序数组直接在队尾插入数据，不需要挪动数据的位置），也就是说得具体问题还得具体分析。

数组，随机插入数据则时间复杂度为O(n)，只在队尾插入则为O(1) ,所有答案如何全看前提条件是什么。