数据结构
线性结构
- 一个有序数据元素的集合
- 其中数据元素之间的关系是一对一的关系，即除了第一个和最后一个数据元素之外，其它数据元素都是首尾相接的
非线性结构
- 线性结构的对立面
数组
定义
数组是一种线性数据结构，用于存储相同类型的元素。
每个元素都有一个唯一的索引，通过索引可以快速访问数组中的元素。特点
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数组的长度是固定的，一旦创建就不能更改。
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元素在内存中是连续存储的。
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支持随机访问，通过索引可以直接访问数组中的任意元素。
链表
定义
链表是一种线性数据结构，由节点（Node）组成，每个节点包含数据和一个指向下一个节点的指针。特点
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链表允许动态分配内存空间，大小不固定。
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节点在内存中可以不连续存储，通过指针连接。
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插入和删除节点的操作效率高，但访问效率较低。
队列（Queue）
定义
队列是一种基于先进先出（First In First Out，FIFO）原则的线性数据结构。特点
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主要操作包括入队（Enqueue）和出队（Dequeue）
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只能在队尾入队，在队头出队
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常用于任务调度、广度优先搜索等场景
栈（Stack）:
定义
栈是一种基于后进先出（Last In First Out，LIFO）原则的线性数据结构。特点
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主要操作包括压栈（Push）和出栈（Pop）
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只能在栈顶进行插入和删除操作
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常用于跟踪方法调用、表达式求值、内存管理等场景
树（Tree）:
定义
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树是一种非线性的数据结构，由节点（Node）和边（Edge）组成。
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每个节点包含数据元素，而边定义了节点之间的关系。
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树的一个特殊节点称为根（Root），根节点没有父节点，其他节点都有一个父节点。
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每个节点可以有零个或多个子节点，同一层级上的节点称为兄弟节点。
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树的常见类型包括二叉树、二叉搜索树、平衡树、红黑树等。
二叉树（Binary Tree）
- 定义：每个节点最多有两个子节点，分左右
- 遍历：
- 前序：中左右（根左右）
- 中序：左中右（左根右）
- 后序：左右中（左右根）
二叉搜索树（Binary Search Tree）
- 定义：
- 二叉搜索树是一种有序的二叉树
- 对于每个节点，其左子树的所有节点值小于节点本身的值，右子树的所有节点值大于节点本身的值
- 查询
- 平均时间的时间复杂度为 O(log n)，最差情况为 O(n)
AVL 树（Balanced Binary Search Tree）
- 定义： AVL 树是一种自平衡的二叉搜索树，它确保任意节点的左右子树的高度差不超过 1
- 查询：时间复杂度为 O(log n)
- 插入、删除：
- 由于插入或删除导致左右子树的高度差大于1，此时需要旋转某些节点调整树高度，使其再次达到平衡状态
- 左旋：
- 右旋：
红黑树（Red-Black Tree）
- 定义： 红黑树是一种自平衡的二叉搜索树，通过在每个节点上增加额外的颜色信息（红色或黑色），来确保树的平衡