逻辑结构:描述数据元素之间的逻辑关系,包括线性结构(如数组、链表)、树形结构(如二叉树、堆、B树)、图结构(有向图、无向图等)以及集合和队列等抽象数据类型。

存储结构(物理结构):描述数据在计算机中如何具体存储,如数组的连续存储、链表的动态分配节点、树和图的邻接矩阵或邻接表表示等。

基本操作:针对每种数据结构,定义了一系列基本的操作,包括但不限于插入、删除、查找、更新、遍历等,并分析这些操作的时间复杂度和空间复杂度。

算法:

- 算法设计:研究如何将解决问题的步骤形式化为一系列指令,使得计算机可以执行以求解问题。

- 算法特性:包括输入、输出、有穷性、确定性和可行性。即一个有效的算法必须能在有限步骤内结束,并且对于给定的输入产生唯一的确定输出。

- 算法分类:

- 排序算法(如冒泡排序、快速排序、归并排序)

- 查找算法(如顺序查找、二分查找、哈希查找)

- 图论算法(如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、分支限界法等。

算法分析:通过数学方法分析算法的时间复杂度(运行时间随数据规模增长的速度)和空间复杂度(所需内存大小)来评估其效率。

学习数据结构与算法不仅有助于理解程序的内部工作原理,更能帮助开发人员编写出高效、稳定和易于维护的软件系统。