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1.什么是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)？

如果我們現(xiàn)在要整理圖書(shū)，有一堆書(shū)， 怎么整理呢？最簡(jiǎn)單一種一個(gè)挨著一個(gè)放；或者給圖書(shū)分類，按照大分類再細(xì)分類整合；或者直接細(xì)分拆成很多類，每一類之間肯定會(huì)有很多的關(guān)系；但是有沒(méi)有想過(guò)這個(gè)書(shū)是要放在哪里的？要在什么環(huán)境下保存？這就需要給每種整理方法換個(gè)角度考慮，是都放在一個(gè)書(shū)架的一層呢，還是放在不同的書(shū)架隔層，又或者是放在圖書(shū)館里不同的書(shū)架上；這個(gè)提到的整理圖書(shū)討論的東西，就是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)將要研究的東西。回歸到咱們程序員，就需要把上面研究的整理方法和存放形式可以通過(guò)計(jì)算機(jī)記錄下來(lái)，因?yàn)楫吘刮覀冋�理圖書(shū)的目的是管理和使用圖書(shū)方便。所以歸根結(jié)底我們要把這種抽象的數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)間的關(guān)系反應(yīng)給計(jì)算，用編程語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)。那么我們可以知道：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)研究數(shù)據(jù)之間的關(guān)系！

2.為什么學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)？

詳細(xì)研究數(shù)據(jù)間的管理機(jī)制，形成數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)模型，遇到實(shí)際情況可以借鑒使用，這樣我們可以更快的應(yīng)用到程序編程，設(shè)計(jì)和編寫出更優(yōu)秀的軟件，且本質(zhì)上是提高工程質(zhì)量！

3.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)學(xué)什么？

大家應(yīng)該知道一個(gè)經(jīng)典的思想：程序 = 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) + 算法；

那咱們來(lái)談?wù)勚�間的關(guān)系，和嵌入式程序員要注意的點(diǎn)。咱們是嵌入式程序員，要注重的是嵌入式編程思維，也就是要注重實(shí)踐性。所以學(xué)習(xí)的重點(diǎn)是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的管理數(shù)據(jù)思想；算法是算法工程師去深入學(xué)習(xí)的，是研究性質(zhì)的方法論，咱們很少遇到復(fù)雜的算法應(yīng)用。咱們因此學(xué)習(xí)一些經(jīng)典的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中涉及的算法就已經(jīng)夠用了，以后有興趣可以繼續(xù)專門深入了解算法這門學(xué)科；注意目前階段的學(xué)習(xí)中心在哪里。

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)研究三個(gè)角度：邏輯關(guān)系、存儲(chǔ)關(guān)系、運(yùn)算關(guān)系。

以下圖示表明了三大角度在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的研究關(guān)系：

邏輯關(guān)系是抽象的研究數(shù)據(jù)間關(guān)系，存儲(chǔ)關(guān)系就需要將這種關(guān)系對(duì)應(yīng)到物理存儲(chǔ)，運(yùn)算關(guān)系是在物理存儲(chǔ)后確定后需要研究的數(shù)據(jù)的應(yīng)用操作；

4.幾個(gè)經(jīng)典的線性結(jié)構(gòu)：

(1)順序表

上圖為一個(gè)還沒(méi)有存儲(chǔ)有效數(shù)據(jù)的空表。存儲(chǔ)空間是數(shù)組，記錄有效數(shù)據(jù)最后更新位置的是整型last，整體表結(jié)構(gòu)為一個(gè)結(jié)構(gòu)體；

結(jié)構(gòu)代碼模型如下：

#define MAXSIZE 10

typedef  int  datatype;

typedef  int  postype;

struct list{

datatype  data[N];

postype last;

}；

(2)單向鏈表

上圖為有頭結(jié)點(diǎn)且不斷增加新數(shù)據(jù)結(jié)點(diǎn)的單向鏈表。存儲(chǔ)空間是一個(gè)結(jié)構(gòu)體，結(jié)構(gòu)體內(nèi)需要有一個(gè)數(shù)據(jù)域和一個(gè)指針域，數(shù)據(jù)域存儲(chǔ)需要存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)， 指針域要記錄下一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)點(diǎn)的首地址；

結(jié)構(gòu)代碼模型如下：

typedef int datatype;

typedef struct node {

        datatype  data;

        struct node *  next;

}Linknode, *Linklist;

(3)雙向循環(huán)鏈表

上圖為有頭結(jié)點(diǎn)且有n個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)點(diǎn)的雙向循環(huán)鏈表。存儲(chǔ)空間是一個(gè)結(jié)構(gòu)體，結(jié)構(gòu)體內(nèi)需要有一個(gè)數(shù)據(jù)域和兩個(gè)指針域，數(shù)據(jù)域存儲(chǔ)需要存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)， 第一個(gè)指針域要記錄前一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)點(diǎn)的首地址，第二個(gè)指針域要記錄后一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)點(diǎn)的首地址；

結(jié)構(gòu)代碼模型如下：

typedef int datatype;

typedef struct node{

datatype data;

struct node *prior;

struct node *next;

}DLinkNode,  * DLinkList;

(4)線性結(jié)構(gòu)的應(yīng)用結(jié)構(gòu)：

①棧--先進(jìn)后出，后進(jìn)先出

1)順序棧：

上圖為有n個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間的順序棧。結(jié)構(gòu)體是一個(gè)棧結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)體內(nèi)需要有一個(gè)數(shù)據(jù)域和兩個(gè)整型標(biāo)記，數(shù)據(jù)域是數(shù)組存儲(chǔ)需要存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)， 第一個(gè)標(biāo)記top要記錄最后一個(gè)入棧數(shù)據(jù)的數(shù)組下標(biāo)，第二個(gè)標(biāo)記len要記錄整個(gè)存儲(chǔ)空間的大小，方便知曉棧的存儲(chǔ)能力；

結(jié)構(gòu)代碼模型如下：

typedef int datatype;

typedef struct node{

datatype *data;

int maxlen;

int top;

}SeqStack，*SeqStack_t;

2)鏈?zhǔn)綏?/p>

上圖為有頭結(jié)點(diǎn)和n個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間的鏈?zhǔn)綏！＝Y(jié)構(gòu)體是一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)點(diǎn)，結(jié)構(gòu)體內(nèi)需要有一個(gè)數(shù)據(jù)域和一個(gè)指針域，數(shù)據(jù)域是數(shù)組存儲(chǔ)需要存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)， 指針域要記錄前一個(gè)入棧結(jié)點(diǎn)的首地址，棧頂為鏈表頭結(jié)點(diǎn)后第一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)點(diǎn)；

結(jié)構(gòu)代碼模型如下：

typedef int datatype;

typedef struct node{

datatype data;

struct lstacknode * next;

}LinkStacknode, *LinkStacknode_t;

②隊(duì)列--先進(jìn)先出，后進(jìn)后出

1)順序隊(duì)列

上圖為有n個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間的順序隊(duì)列，需要注意的是這只是個(gè)理想模型，實(shí)際使用需要舍棄一個(gè)存儲(chǔ)空間，用于判斷空表滿表，只使用n-1個(gè)存儲(chǔ)空間。結(jié)構(gòu)體是一個(gè)順序隊(duì)列，結(jié)構(gòu)體內(nèi)需要有數(shù)組作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間， 兩個(gè)標(biāo)記， 第一個(gè)標(biāo)記記錄隊(duì)頭數(shù)據(jù)所在位置的前一個(gè)位置的數(shù)組下標(biāo)，第二個(gè)標(biāo)記記錄隊(duì)尾數(shù)據(jù)所在位置的數(shù)組下標(biāo)；

結(jié)構(gòu)代碼模型如下：

#define N 10

typedef int datatype;

typedef struct seqqueue{

datatype data[N];

int front, rear;

}SeqQueue, *SeqQueue_t;

2)鏈?zhǔn)疥?duì)列

上圖為有頭結(jié)點(diǎn)和n個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間的鏈?zhǔn)疥?duì)列。鏈?zhǔn)疥?duì)列有兩個(gè)結(jié)構(gòu)體模型，數(shù)據(jù)結(jié)點(diǎn)是第一個(gè)結(jié)構(gòu)體，這個(gè)結(jié)構(gòu)體內(nèi)需要有一個(gè)數(shù)據(jù)域和一個(gè)指針域，數(shù)據(jù)域是數(shù)組存儲(chǔ)需要存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)， 指針域要記錄后一個(gè)入棧隊(duì)結(jié)點(diǎn)的首地址；第二個(gè)結(jié)構(gòu)體是隊(duì)列模型，結(jié)構(gòu)體內(nèi)需要兩個(gè)指針域，指針類型為第一個(gè)結(jié)構(gòu)體類型的指針，一個(gè)指針front記錄隊(duì)列的隊(duì)頭結(jié)點(diǎn)首地址，隊(duì)頭為鏈表頭結(jié)點(diǎn)后第一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)點(diǎn)，另一個(gè)指針rear記錄隊(duì)列的隊(duì)尾結(jié)點(diǎn)首地址，隊(duì)尾為鏈表最后一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)點(diǎn)。

結(jié)構(gòu)代碼模型如下：

typedef int datatype;

typedef struct node{

datatype data;

struct linkqueuenode *next;

}Queuenode, *Queuenode_t;

typedef struct linkqueue{

linkqueue_pnode front,rear;

}LinkQueue, *LinkQueue_t;

 

在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中還有其他非線性的數(shù)據(jù)模型，篇幅有限，這里就不列舉了，下次再聊。上面的結(jié)構(gòu)應(yīng)用很廣泛哦，感興趣的話一定要去研究實(shí)踐！