数据结构

概述

数据结构 是组织和存储数据的方式，使得数据可以被高效地访问和修改。算法的效率在很大程度上依赖于所选择的数据结构。

定义

数据结构

数据结构是一种在计算机中组织和存储数据的特定方式，旨在使数据的访问、插入、删除等操作能够高效执行。

核心性质

• 算法与数据结构的关系：算法定义了对数据的操作步骤，数据结构定义了数据的组织方式。二者共同决定程序效率
• 基本数据结构：数组、链表、栈、队列、哈希表等
• 高级数据结构：二叉搜索树、红黑树、B树、堆、图等（后续章节逐一展开）
• 操作复杂度：不同数据结构支持的操作复杂度不同，如数组支持 $O(1)$ 随机访问但插入为 $O(n)$，链表支持 $O(1)$ 插入但访问为 $O(n)$
• 选择标准：根据问题需求（访问模式、数据规模、操作频率）选择合适的数据结构

章节扩展

第1章：数据结构是算法的基础设施。CLRS后续大量章节（第6-13章、第18-22章等）专门讨论各类数据结构的设计与分析。

参见

• 1.1 算法 — 算法与数据结构的关系