什麼是線性數據結構？ 解釋的數據結構列表

數據結構是以用戶有效使用的方式結構化的數據。 由於計算機程序對數據的依賴性很大，而且其性能也需要大量的數據，因此對數據進行整理非常重要。 這種以有組織的結構排列的數據稱為數據結構。

將數據存儲在數據結構中允許對數據元素進行訪問、修改和其他操作。 數據的排列主要在計算機中完成，因此需要適當的算法來對數據結構進行操作。 減少空間和降低不同任務的時間複雜度是數據結構的主要目標。

數據結構中最重要的點是：

• 大量數據通過各種類型的數據結構進行組織。
• 每個數據結構都遵循一個特定的原則。
• 即使對數據結構進行任何操作，也應遵循數據結構的基本原則。

數據結構內的數據排列可以遵循不同的順序。 因此，數據結構根據數據的排列方式進行分類。 基本上，有兩種類型的數據結構。

1. 原始數據結構
2. 非原始數據結構

數據結構的原始類型包括預定義的數據結構，例如 char、float、int 和 double。

非原始數據結構用於存儲元素的集合。 這種數據結構可以進一步分類為

1. 線性數據結構
2. 非線性數據結構。

閱讀：了解線性和非線性數據結構之間的區別

在本文中，我們將主要討論線性存儲數據的數據結構。

線性數據結構

它是一種數據結構，其中數據的排列遵循線性趨勢。 數據元素是線性排列的，因此元素直接鏈接到它的前一個和下一個元素。 由於元素是線性存儲的，因此該結構支持單級數據存儲。 因此，僅通過一次運行即可實現數據的遍歷。

特徵

• 它是一種數據結構，其中數據以線性順序存儲和管理。
• 序列中的數據元素一個接一個地鏈接。
• 由於數據是按順序組織的，因此在計算機內存中實現數據的線性結構很容易。
• 數組，隊列。 堆棧、鍊錶等就是這種結構的例子。
• 存儲在數據結構中的數據元素只有一種關係。
• 由於數據元素存儲在單個級別中，因此可以在單次運行中執行數據元素的遍歷。
• 如果實現了線性存儲數據的結構，則計算機內存的利用率很低。
• 隨著數據結構大小的增加，結構的時間複雜度也隨之增加。

因此，這些結構可以概括為一種數據結構，其中元素按順序存儲並遵循以下順序：

• 僅存在一個具有下一個元素的第一個元素。
• 只有一個最後一個元素存在，它具有一個先前的元素。
• 數據結構中的所有其他元素都有一個前一個元素和一個下一個元素

線性數據結構中的數據結構列表

1. 數組

數組是在連續的內存位置存儲同類元素的結構類型。 相同類型的對象按順序存儲在數組中。 數組的主要思想是可以將多個相同類型的數據存儲在一起。 在將數據存儲到數組中之前，必須定義數組的大小。 可以訪問或修改數組中的任何元素，並且對存儲的元素進行索引以標識它們的位置。

可以通過一個簡單的示例來解釋數組，該示例存儲班級中所有學生的分數。 假設有 20 名學生，那麼數組的大小必須提到為 20。然後可以將所有學生的分數存儲在創建的數組中，而無需為每個學生創建單獨的分數變量。 數組的簡單遍歷可以導致元素的訪問。

2.鍊錶

鍊錶是一種數據結構類型，其中單獨的對象按順序存儲。 存儲在數據結構中的每個對像都將具有數據和對下一個對象的引用。 鍊錶的最後一個節點具有對 null 的引用。 鍊錶的第一個元素稱為鍊錶的頭。 鍊錶與其他類型的數據結構之間存在許多差異。 這些是在內存分配、數據結構的內部結構以及鍊錶上進行的操作方面。

與數組相比，獲取鍊錶中的元素是一個較慢的過程，因為數組中的索引有助於定位元素。 但是，在鍊錶的情況下，該過程必須從頭部開始並遍歷整個結構，直到到達所需的元素。 與此相反，使用鍊錶的好處是可以非常快速地在開頭添加或刪除元素。

鍊錶分為三種類型：

• 單鍊錶：這種結構具有存儲在當前節點中的下一個節點的地址或引用。 因此，最後一個節點的地址和引用為 NULL。 示例：A->B->C->D->E->NULL。
• 雙鍊錶：顧名思義，每個節點都有兩個與之關聯的引用。 一個引用指向前一個節點，而第二個引用指向下一個節點。 可以在兩個方向上進行遍歷，因為參考可用於先前的節點。 此外，刪除不需要顯式訪問。 示例：NULL<-A<->B<->C<->D<->E->NULL。
• 循環鍊錶：循環鍊錶中的節點以形成圓的方式連接。 由於鍊錶是循環的，因此沒有結束，因此沒有 NULL。 這種類型的鍊錶可以遵循單或雙的結構。 沒有特定的起始節點，數據中的任何節點都可以作為起始節點。 最後一個節點的引用指向第一個節點。 示例：A->B->C->D->E。

鍊錶的屬性是：

• • 訪問時間：O(n)
  • 搜索時間：O(n)
  • 添加元素：O(1)
• 刪除元素：O(1)

3. 堆棧

堆棧是另一種類型的結構，其中存儲在數據結構中的元素遵循 LIFO（後進先出）或 FILO（先進後出）的規則。 兩種類型的操作與堆棧相關聯，即推送和彈出。 當必須將元素添加到集合中時使用推送，當必須從集合中刪除最後一個元素時使用彈出。 只能對最後添加的元素進行提取。

堆棧的屬性是：

• 添加元素：O(1)
• 刪除元素：O(1)
• 訪問時間：O(n) [最壞情況]
• 只有一端允許插入和刪除元素。

堆棧的示例包括移除遞歸。 在必須反轉單詞的情況下，或者在使用編輯器時將首先刪除最後輸入的單詞（使用撤消操作），使用堆棧。 如果你想嘗試有趣的數據結構項目，請點擊閱讀這篇文章。

4.排隊

隊列是一種數據結構類型，其中要存儲的元素遵循先進先出（FIFO）的規則。 遵循特定順序以對元素執行所需的操作。 隊列與棧的區別在於元素的移除，其中最近添加的對像在棧中首先被移除。 然而，在隊列的情況下，首先添加的元素首先被刪除。

數據結構的末端都用於數據的插入和刪除。 控制隊列結構的兩個主要操作是入隊和出隊。 入隊是指允許向數據集合插入元素的過程，出隊是指允許移除元素的過程，在這種情況下，它是隊列中的第一個元素。

隊列的屬性是：

• 插入一個元素：O(1)
• 刪除一個元素：O(1)
• 訪問時間：O(n)

隊列示例：類似於那些在等待公共汽車或任何地方時產生的隊列，數據結構也遵循相同的模式。 我們可以想像一個等公共汽車並站在第一個位置的人是第一個排隊的人。 這個人將是第一個上公共汽車的人，即退出隊列。 當多個用戶共享相同的資源並且必鬚根據誰先在服務器上為他們提供服務時，就會應用隊列。

結論

數據大小的增加需要在計算機程序中有效地使用數據結構。 如果數據沒有以結構化的方式組織，那麼在元素上執行任務就會變得困難。

對於無憂操作，組織它始終很重要，以便可以通過計算機程序執行簡單有效的操作。 如果數據元素按順序組織，則稱為線性數據結構，而如果數據元素以非線性方式排列，則稱為非線性結構。

數據結構在機器學習語言、現實生活中的問題等方面得到了廣泛的應用。夢想在這個領域工作的人應該能夠掌握這些概念。

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