第十一章 数据结构

11.1 数组

数组是元素的顺序集合，通常这些元素具有相同的数据类型

索引表示元素在数组中的顺序号，顺序号从数组开始处计数

数组元素通过索引被独立给出了地址，数组整体上有一个名称，但每个元素利用数组的的索引来单独访问

11.1.1 数组名与元素名

数组名和元素名：在一个数组中，有两种标识符：数组的名字和各个元素的名字。数组名是整个结构的名字，而元素名允许我们访问这个元素

数组名：如scores

元素名：数组名后面跟一个索引号，如scores[1], scores[2]

11.1.2 多维数组

多维数组：

• ​ 一维数组
• ​ 二维数组
• ​ 多维数组

11.1.3 存储配置

存储配置：一维数组的索引直接定义了元素在实际存储上的相对位置。但是二维数组表示行和列

在内存中如何存储每个元素取决于计算机，大多数计算机使用行主序存储，其中数组的一个整行在内存上存储在下一个行之前，但是计算机也可以使用列主序存储，其中一个整列在内存上存储在下一个列之前

11.1.4 数组操作

数组操作：常用操作有查找、插入、删除、检索、和遍历

查找元素：根据元素的值，找到元素的序号，之前的顺序查找和折半查找

元素的插入：通常计算机语言要求数组的大小，在被定义的时候不能修改。

• 尾部插入
• 开始或中间插入

元素的删除

元素检索：根据数组的索引对元素进行存取

数组的遍历：被应用于每个元素的上的操作

11.1.5 数组的应用

数组的应用：当需要进行的插入和删除操作数目较少，而需要大量的查找和检索操作时，数组是合适的结构

11.2 记录

记录是一组相关元素的集合，它们可能是不同的类型，但整个记录有一个名称。记录中的每个元素称为域（属性、字段），域是具有含义的最小命名数据，它有类型且存在于内存中。它能被赋值，反之也能被选择和操纵。域不同于变量主要在于它是记录的一部分。

在记录中的元素可以是相同类型或不同类型，但记录中的所有元素必须是关联的

11.2.1 记录名与域名

记录名与域名

记录的名字是整个结构的名字，而每个域的名字允许我们存取这些域

记录的名字是student，域的名字是student.id，student.name和student.grade，大多数编程语言使用点（.）来分隔记录名和它域的名字

11.2.2 记录数组

11.3 链表

链表是一个数据的集合，其中每个元素包含下一个元素的地址，每个元素包含两部分：

• 数据：包含可用信息，并被处理
• 链：将数据连在一起，包含一个指向链表中下一个元素的指针（地址）
• 一个指针变量标识标识该链表中的第一个元素，链表的名字就是该指针变量的名字

节点：链表中的元素称为节点，节点至少包含两个域的记录：一个包含数据，另一个包含链表下一个节点的地址

11.3.1 数组与链表

数组与链表比较

• 数组与链表都能表示内存中的数据项列表
• 数组通过索引（角标）来连接
• 链表通过指向下一个元素的链（地址）来连接
• 数组在内存中的存储空间是连续的，且定义数组之前大小固定
• 链表在内存中的存储空间可以是不连续的，链表大小可扩展

11.3.2 链表名与节点名

链表名是头指针的名字，该头指针指向表中第一个节点

节点在链表中并没有明显的名字，有的只是隐含的名字，节点的名字与指向节点的指针有关

指针：指向节点的指针称为p，则称节点为*p，因为节点是一个记录，使用节点的名字来存取节点中的域

11.3.3 链表操作

查找链表

插入节点：从开始处插入

插入节点：末尾处插入

插入节点：中间插入

删除节点：删除首节点

删除节点：删除中间或末尾节点

遍历链表

11.3.4 链表的应用

如果需要大量的插入和删除，那么链表是合适是结构，但查找一个链表比查找一个数组要慢