思维导图
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一、什么是数据结构
官方定义：数据结构（英语：data structure）是计算机中存储、组织数据的方式。
数据的组织形式，数据元素之间存在的一种或多种特定关系的数据元素集合
通俗地讲，数据结构 = 存储结构 + 逻辑结构。
1.1 基本概念
数据对象：
性质相同的数据元素的集合，是数据的一个子集
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数据元素：
数据的基本单位
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数据项
组成数据元素的最小单位
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结构体Student就是一种数据结构，定义的name、age是数据项，Student 创建的 s1、s2... 是具体的 数据元素，由多个s1、s2...构成的数组studentArr[10] 即是数据对象
1.2 由此，我们总结出下方的关系图
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二、逻辑结构
大家耳熟能详的：线性表（顺序表、链表）、栈、队列、字符串、各种图结构、集合结构、各种树结构、二维数组、多维数组等
逻辑结构又分为 线性结构 和 非线性结构
2.1 线性结构
一个有序数据元素的集合
2.1.1 特点
1．集合中必存在唯一的一个"第一个元素";<br>
2．集合中必存在唯一的一个"最后的元素"；<br>
3．除最后元素之外，其它数据元素均有唯一的"后继"；<br>
4．除第一元素之外，其它数据元素均有唯一的"前驱"。<br>
2.1.2 举例：
线性表（顺序表、链表）、栈、队列、字符串
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2.2 非线性结构
各个数据元素不再保持在一个线性序列中，每个数据元素可能与零个或者多个其他数据元素发生联系
2.2.1 举例
各种图结构、集合结构、树结构、二维数组、多维数组等
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2.3 逻辑结构总结
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三、存储结构
数据元素之间的关系有两种不同的表示方法：**顺序映象** 和 **非顺序映象**，并由此得到两种不同的存储结构：**顺序存储结构** 和 **链式存储结构**。<br><br>
**数据的存储结构是指数据的逻辑结构在计算机中的表示。**<br>
下面分别讲顺序存储结构和链式存储结构
3.1 顺序存储结构
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需要在内存中先开辟一块 连续的 存储空间
注意：一定是先开辟空间，而且是连续的。
顺序存储因为需要开辟一块连续的空间，所以在内存的利用率上不如链式结构，当处理增、删、改的操作时，需要处理后续的每一个数据元素，但是在执行查找操作时，按索引找到对应数据元素即可。
3.1.1 顺序表的操作
用为伪代码或文字演示
// 定义
typedef int ElemType;
typedef struct {
ElemType *data;
int length;
} List;
创建
// 创建顺序表
List L;
L->data = malloc(sizeof(ElemType) * MAXSIZE);
L->length = 0;
清空
L->length = 0;
销毁
free(L)
插入
插入位置i 插入元素e
1、在L中找到插入位置i，
2、从i到L为元素依次向后移动一位，此时，L中i的位置空出，
3、将e放入i的位置中，L长度+1，完成插入操作。
删除
1、根据删除位置i找到i+1至表尾的所有元素
2、i+1到表尾的元素依次向前移动一位
3、L长度-1 ，完成删除操作
3.2 链式存储结构
链式存储结构，又叫链接存储结构。在计算机中用一组任意的存储单元存储线性表的数据元素(这组存储单元可以是连续的,也可以是不连续的).
它不要求逻辑上相邻的元素在物理位置上也相邻.因此它没有顺序存储结构所具有的弱点,但也同时失去了顺序表可随机存取的优点.
3.2.1 链式存储的操作 （以双链表为例）
只写出核心步骤
// 定义节点等数据结构
typedef struct Node{
ElemType data; // 数据
struct Node *next; // 后继指针 指向下一个节点
struct Node *pre; // 前驱指针 指向前一个节点
}Node;
typedef struct Node * List;
3.2.1.1 创建
List L = (List)malloc(sizeof(Node));
L->next = NULL;
L->pre = NULL;
3.2.1.2 插入
问题描述：向p和q节点之间插入s
算法描述：
1、新元素s的后继指针指向后面的q;
2、q的前驱指针指向；
3、s的前驱动指针指向前面的p；
4、p的后继指针指向s；
代码描述：
s->next = q;
q->pre = s;
s->pre = p;
p->next = s;
或者只用节点p和s
s->next = p->next;
p->next>-pre = s;
s->pre = p;
p->next = s
3.2.1.3 删除
问题描述：删除p、s、q顺序中的s
算法描述：
1、p的后继指针指向q;
2、q的前驱指针指向p；
3、销毁s
代码描述：
p-next = p->next->next;
p->next->pre = p;
free(s);
3.2.1.4 前插法创建链表
算法描述：
思想：新节点始终插入在头节点之后，成为新的首元节点
步骤：
1、找到头节点后的第一个节点，即首元节点
2、创建新节点，新节点的后继指针指向首元节点
3、首元节点的前驱指针指向新节点
4、头节点的后继指针指向新节点
5、新节点的前驱指针指向头节点
/* 随机产生n个元素值,建立带表头结点的双链线性表L(前插法)*/
void CreateListHead(LinkList *L, int n){
LinkList p;
LinkList list;
//建立1个带头结点的单链表
*L = (LinkList)malloc(sizeof(Node));
list = *L;
list->next = NULL;
list->pre = NULL;
//循环前插入随机数据
for(int i = 0; i < n;i++)
{
//生成新结点
p = (LinkList)malloc(sizeof(Node));
//i赋值给新结点的data
p->data = i;
// 将原先list的后继节点和p建立双指向
p->next = list->next;
if (list->next != NULL) list->next->pre = p;
//将结点P插入到头结点
list->next = p;
p->pre = list;
}
}
3.2.1.5 尾插法创建链表
3.4 存储结构总结
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