【一】、什麼是數據結構
前言
其實說實話，大一剛來的時候就學了數據結構，當時學的數據結構是下面圖片中的這一本，不過說來慚愧，當時由於入門時C語言學的太菜，以至於開這門課的時候思維跟不上就牴觸，不用解釋，就是給自己找藉口，坦白說吧，就是沒好好學，不過人非聖賢，孰能無過，人生難免會犯點錯，及時改正還是個好孩子，因此，我決定把之前沒學好的數據結構重新補回來。
對數據結構的理解
首先從定義上來說的話，好像對數據結構沒有什麼一個統一的、標準的答案，我找了好幾本書，挑了一個我認爲還計較好理解的定義：
數據結構是計算機中存儲、組織數據的方式。通常情況下，精心選擇的數據結構可以帶來最優效率的算法。
如果你沒接觸過數據結構，你看了定義能看懂嗎？如果你能看懂，我很佩服你，我反正是不行，不過現在因爲接觸的東西比較多，聽得多了，看了也能理解。我覺得對於新手，應該先讓新手去理解，等有了自己的理解之後再看官方定義的話，效果會比較好，反正我是這麼認爲的。我用生活中的例子來解釋什麼是數據結構吧：
舉例：如何在書架上擺放圖書？
也就是說，現在有一些書架，還有一堆圖書，你要怎樣把它們放到書架上去呢？換言之說，有一堆數據，給了你一些存儲空間，你要怎麼把這些數據存起來呢？
其實這個問題問的不科學，因爲你不知道所謂的書架是長什麼樣，可能是下面圖片中的任意一種。
所以你就知道了，當有人問你一個數據怎麼組織的時候，其實是跟這個數據的規模有關係的。不一樣規模的問題，它處理起來的難度就不一樣。難在什麼地方呢？難不在說你要把它怎麼放，而在於放這個書是爲了做事情用的，所以說圖書的擺放其實跟兩個操作直接相關：
操作一：新書怎麼插入
操作二：怎麼找到某本指定的書
方法一：我不知道你們是怎樣考慮的，我第一個感覺就是隨便放，隨便放一個好處就是：新書怎麼插入，這個操作是非常簡單的，哪有空就放哪，最簡單的方法就是把所有的書一本一本挨着放，所以呢，所有的新書哪裏有空放哪裏，So easy！放起來簡單，但第二個操作怎麼辦，如何查找？那就會成爲一件很恐怖的事……累死你！什麼時候累死呢，其實如果只是一個很小的書架，倒也累不死，但如果是上面第三張那樣的書城，然後你想象，裏面所有的圖書都是隨便放的，然後有人問你，這個書城裏有沒有某一本書，其實那本書沒有，但是你忘了有沒有，那你怎麼能確定它到底有沒有呢？你就只好從頭到尾把每一本書都過一遍，然後才能嘆一口氣說……唉，不好意思，沒有這本書。
方法二：那我們有沒有稍微聰明一點的解決方法呢？就是怎樣讓我找書找的方便呢？第二個方法，就是按照書名的拼音字母順序排放，有了這個字母序以後，查找就方便多了。一個最聰明的方法是二分查找什麼是二分查找：比如說現在有一長排的書放在你面前，然後我們找一本叫《數據結構》的以S開頭的書，那我先從這一排的中間找一本書出來看它的書名的首字母，假如說是《離散數學》，以L開頭的書，那我們知道，S在L的後面，所以《離散數學》前面的書我就不用管它了，我的查找範圍縮小了一半，從L開始往後找，然後再找這一半的中間，比如找到的一本書是《網絡爬蟲》，以W開頭的，那S在L和W中間，《網絡爬蟲》後面的書我就不用管了，於是我的查找範圍又縮小了一半，以此類推，我可以每次都找，然後跟中間這個比，很快就會把範圍縮小到一本書上，我就會知道這本書到底是有還是沒有。這個方法比前面的方法聰明多了，它很好的解決了查找的問題。但是，問題又來了，新書來了怎麼插入呢？它就會成爲新的令人頭疼的問題。比如說，我新買了一本書叫《阿Q正傳》，是以A開頭的，呃……慘了,那我們得把幾乎所有的書往後一本一本的錯位，一直到前面留出一個空擋，把新書插進去，這個似乎也很頭疼。
方法三：那如何找一個兩全其美的方法呢？我們來想想，圖書館裏是怎樣來擺書的，我們假如說去圖書館，找《數據結構》，要怎麼找，你不可能是從第一本開始找，也不可能是隨便中間摸一本找，你進到圖書館裏，第一件事情要找的是計算機類的書在哪裏對不對？圖書館裏的書通常是按照書的類別來分的，比如說我們有社會科學類、文學類、藝術類、理科、工科等，然後工科下面可能還會分的再細一點，比如說我們計算機類可能就分在工科的下面，這種分法有什麼好處呢？把書架劃分成幾塊區域，每快區域指定擺放某種類別的圖書，在每種類別內，按照書名的拼音字母順序排放，這樣不管我在每一個類裏做什麼樣的操作，總歸來說，圖書的規模小了很多，跟整個圖書館的規模相比，我是某一類的，無論是查找還是插入，都是非常方便的。查找呢，就是在二分查找之前，我們先定一個類別，然後在一個類的一個小範圍裏面做二分查找，就可以更快的找到我們要查找的書了。如果是插入，也是先定類別，用二分查找來確定一下它應該被插在什麼位置，然後移空位這件事可能還是要做的，但是總歸比我們剛開始要移的書的數量少多了。
那現在問題又來了：
問題一：空間如何分配？
問題二：類別應該分多細？
我們分的各種類別的書，它的藏書量是不一樣的，你是統一都給它分……還是每一類都多少個書架，事先分好嗎？這也是一個很頭疼的問題，我太難了，你如果書架給多了，就會有一些空間始終空在那浪費着，你如果書架給小了，新書來的時候要不斷地加新櫃子，很討厭。還有分類別要分多細的問題，你要是分的比較粗，那麼同一類裏面的書就會有很多，那你的工作量還是會很大，要是想減少工作量，最好還是類別分的細一點，但是類別一分細，就會有副作用，類別太多了，圖書的量一多，也是麻煩。
說這些問題是想說明：
解決問題方法的效率，跟數據的組織方式是直接相關的
那我這介紹數據結構的組織方式的時候，其實有兩個概念：
一、關於數據對象的邏輯結構
比如說，我們一開始把書架想象成簡單的一長條，這麼一層的架子，然後所有的書是一個一個挨着放的，除了一頭一尾的書以外，每一本書的前面和後面都只有一本書，如果每一本書都有一個編號的話，那麼這一個編號對應的就是一本書，那麼這種結構是一對一的結構，我們管它叫線性結構。
另外一種組織方式是上面說的第三種方法，就是先把圖書分類，如果我給每一個類一個編號的話，那麼這一個類別的編號裏面對應着很多本書，那麼這是一個一對多的邏輯結構，這個結構有個名字叫做樹。
再說圖書館，假設我們還統計這樣一些信息：這一本書都有那些人買過，買了這本書的人還買過其它的什麼書，於是呢，其實是一本書對應着很多人，而一個人又對應了很多本書，這是一個多對多的、很複雜的一個關係網，那麼這個關係網對應的邏輯結構叫叫做圖
二、關於對象的物理存儲結構
除了邏輯結構之外，我們還有數據對象再計算機裏面的物理存儲結構，也就是我們說的這些邏輯結構在機器的內存裏到底要怎麼放，是連續放呢還是東一個西一個隔開放呢？也就是說用一個數組來存它呢，還是用一個鏈表來存它呢？這個就屬於物理存儲結構。
此篇完
以上這些就是我對數據結構的理解，我想應該說全面了吧，要是沒全面也不要緊，後面學了再繼續補充。
看完有收穫？那麼希望老鐵別吝嗇你的三連擊哦
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