数据结构包括逻辑结构和存储结构两大类,涵盖线性结构(如数组、链表)、树形结构(如二叉树、堆、B树)、图结构(如有向图、无向图)、以及抽象数据类型如集合和队列。存储结构则描述了数据在计算机中的具体存储方式,如数组的连续存储、链表的节点动态分配,以及树和图的邻接矩阵或邻接表表示。基本操作定义了每种数据结构的插入、删除、查找、更新和遍历等操作,并分析了它们的时间复杂度和空间复杂度。算法方面,包括算法设计原则、特性(输入、输出、有穷性、确定性和可行性)以及各类算法的分类如排序算法(冒泡排序、快速排序、归并排序)、查找算法(顺序查找、二分查找、哈希查找)、图论算法(Dijkstra最短路径算法、Floyd-Warshall算法、Prim最小生成树算法)、动态规划、贪心算法、回溯法和分支限界法等。算法分析通过数学方法评估其时间复杂度和空间复杂度,帮助理解程序内部工作原理并优化软件系统的效率。