数据结构--数据结构及数组

数据结构

http://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%95%B0%E6%8D%AE%E7%BB%93%E6%9E%84

在计算机科学或信息科学中，数据结构（英语：data structure）是计算机中存储、组织数据的方式。通常情况下，精心选择的数据结构可以带来最优效率的算法。

在许多类型的程序设计中，选择适当的数据结构是一个主要的考虑因素。许多大型系统的构造经验表明，封装的困难程度与最终成果的质量与表现，都取决于是否选择了最优的数据结构。在许多时候，确定了数据结构后便能很容易地得到算法。而有些时候，思路则会颠倒过来：例如当某个关键作业需要特定数据结构下的算法时，会反过来确定其所使用的数据结构。然而，不管是哪种情况，数据结构的选择都是至关重要的。

系统构造的关键因素是数据结构而非算法的这一深入理解，导致了多种形式化的设计方法与编程语言的出现。绝大多数的语言都带有某种程度上的模块化思想，通过将数据结构的具体实现封装隐藏于受限接口之后的方法，来让不同的应用程序能够安全地重用这些数据结构。C++、Java、Python等面向对象的编程语言可使用类来完成这一功能。

因为数据结构的重要性毋庸置疑，现代编程语言及其运行环境在标准库中都包含了多种数据结构，例如 C++ 标准模板库中的容器、Java集合框架以及微软的.NET Framework。

大多数数据结构都由数列、记录、可辨识联合、引用等基本类型构成。举例而言，可空引用（nullable reference，一种可被置空的引用）是引用与可辨识联合的结合体，而最简单的链式结构链表则是由记录与可空引用构成。

数据结构意味着接口或封装：一个数据结构可被视为两个函数之间的接口，或者是由数据类型联合组成的存储内容的访问方法封装。

常见的数据结构

数组（Array）
堆栈（Stack）
队列（Queue）
链表（Linked List）
树（Tree）
图（Graph）
堆（Heap）
散列表（Hash）

数组

http://zh.wikipedia.org/wiki/%E9%99%A3%E5%88%97

数组是计算机编程语言上，对于“Array”的中文称呼。它十分类似数学上的“矩阵”

数学上的矩阵看起来像这样：

$a=egin{bmatrix} 3 & 6 & 2 \ 0 & 1 & -4 \ 2 & -1 & 0end{bmatrix}$

而计算机上的数组看起来像这样，例如C语言中的数组：

    int a[3][3]={ 
                    { 3,  6,  2 },
                    { 0,  1, -4 },
                    { 2, -1,  0 }
                 };

虽然数组在各种计算机编程语言中的表示式略有不同，但是几乎每一种编程语言都有这种结构和观念，它已经不只是一种编程专用的术语，而是计算机运作中非常重要的技术和概念。

字符串也是基于数组的一种重要数据结构。数据库也是数组概念的一种扩充和延伸。

多维数组

普通数组采用一个整数来作下标。多维数组的概念特别是在数值计算和图形应用方面非常有用。我们在多维数组之中采用一系列有序的整数来标注，如在[ 3,1,5 ] 。这种整数列表之中整数的个数始终相同，且被称为数组的“维度”。关于每个数组维度的边界称为“维”。维度为k的数组通常被称为k维。

程序设计

数组设计之初是在形式上依赖内存分配而成的，所以必须在使用前预先请求空间。这使得数组有以下特性：

请求空间以后大小固定，不能再改变（数据溢出问题）；
在内存中有空间连续性的表现，中间不会存在其他程序需要调用的数据，为此数组的专用内存空间；
在旧式编程语言中（如有中阶语言之称的C），程序不会对数组的操作做下界判断，也就有潜在的越界操作的风险（比如会把数据写在运行中程序需要调用的核心部份的内存上）。

因为简单数组强烈倚赖计算机硬件之内存，所以不适用于现代的程序设计。欲使用可变大小、硬件无关性的数据类型，Java等程序设计语言均提供了更高级的数据结构：ArrayList、Vector等动态数组。