数据结构_前言

发布于:2025-02-19 ⋅ 阅读:(28) ⋅ 点赞:(0)

本次我们将进入一个新的阶段啦~

要注意哦:
在学数据结构之前,我们要先掌握c语言中所学的指针、结构体、内存的存储这几部分,如果还没太掌握的话,那记得去复习回顾一下噢。

在这里插入图片描述

下面我们就一起进入数据结构的学习吧!

知识抽查:

首先我们来对学过的知识进行简单抽查回顾,看看前阶段的学习我们掌握到了多少。

  1. 你了解联合体和结构体吗?

结构体

  • 定义:结构体是一种自定义数据类型,可将不同类型的数据项组合在一起。
  • 内存使用:各成员拥有独立内存空间内存大小是所有成员大小之(考虑内存对齐)。
  • 用途:适合存储一个对象的多个不同属性,如存储一个人的姓名、年龄、身高、体重等信息。各成员可同时使用,修改一个成员不会影响其他成员。

联合体

  • 定义:联合体也是自定义数据类型,同样能组合不同类型的数据项。
  • 内存使用:所有成员共享同一块内存空间,其大小取决于最大成员的大小。
  • 用途:同一时间只能存储一个成员的值,给一个成员赋值会覆盖其他成员的值。常用于在不同数据类型之间复用内存,节省空间。
  1. 如何测试一个机器是大端还是小端?

概念:

  • 大端字节序是指数据的高位字节存于低地址位字节存于高地址
  • 小端字节序则相反,数据的位字节存于低地址位字节存于高地址
#include <stdio.h>

int isLittleEndian() 
{
    int num = 1;
    char *c = (char *)&num;
    return *c == 1;
}

int main()
{
    if (isLittleEndian()) 
    {
        printf("小端字节序\n");
    } else 
    {
        printf("大端字节序\n");
    }
    return 0;
}

原理:把整数的地址强制转换为字符指针,字符指针只能访问一个字节。若访问到的第一个字节是 1 的最低字节 0x01,就是小端;若为 0x00,就是大端。

  1. 递归是什么

递归是一种在函数定义中调用自身的方法。简单来说,递归函数通过不断调用自身来解决问题,直到达到某个终止条件(也称为基线条件)。递归通常用于解决可以分解为相似子问题的情况。
递归的关键要素:

  1. 基线条件(Base Case):
  • 递归终止的条件,防止无限递归。
  • 例如,计算阶乘时,0的阶乘定义为1,这就是基线条件。
  1. 递归条件(Recursive Case):
  • 函数调用自身,逐步向基线条件靠近。
  • 例如,计算n的阶乘时,递归条件是n * factorial(n - 1)。

示例:计算阶乘

递归的特点:

  • 优点:

    • 代码简洁,易于理解。
    • 适合解决分治问题(如树遍历、排序算法等)。
  • 缺点:

    • 可能产生大量函数调用,占用栈空间,导致栈溢出。
    • 效率可能较低,尤其是存在重复计算时。

递归与迭代:

  • 递归和迭代(循环)可以互相转换。

  • 递归更适合问题本身具有递归结构的场景,而迭代通常效率更高。

例如,斐波那契数列可以用递归实现
注意:但递归实现效率较低,改用迭代会更高效

总之,递归是一种强大的工具,但需要谨慎使用以避免性能问题。

数据结构前言

  1. 什么是数据结构?

数据结构是计算机存储、组织数据的方式。它规定数据元素间逻辑与物理关系,有线性(如数组、链表)和非线性(如树、图)等逻辑结构,及顺序、链式等物理存储方式。常见类型有数组、栈、队列等。其作用是提升算法效率、方便数据管理,不同编程语言对它的支持方式有别。

数据结构的核心作用

  • 高效访问:快速查找、插入、删除数据。

  • 优化存储:合理利用内存或磁盘空间。

  • 支持算法:为算法提供合适的数据组织形式。

  1. 什么是算法?

算法是解决特定问题的一系列明确、有限的操作步骤。它描述了如何从问题的输入得到期望的输出,具有有穷性、确定性、可行性、输入和输出等特性。可使用自然语言、流程图、伪代码或具体编程语言来表达。优秀的算法追求时间效率高、空间占用少,常见算法有排序、搜索等。

  1. 数据结构和算法的重要性
  • 数据结构是算法的基石,算法通过操作数据结构来解决问题。

  • 例如,排序算法依赖于数组或链表,最短路径算法依赖于图。

总之,数据结构是计算机科学的核心概念之一,掌握它对于编写高效程序至关重要。


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