数据结构_前言

本次我们将进入一个新的阶段啦~

要注意哦：
在学数据结构之前，我们要先掌握c语言中所学的指针、结构体、内存的存储这几部分，如果还没太掌握的话，那记得去复习回顾一下噢。

下面我们就一起进入数据结构的学习吧！

知识抽查：

首先我们来对学过的知识进行简单抽查回顾，看看前阶段的学习我们掌握到了多少。

1. 你了解联合体和结构体吗？

结构体

• 定义：结构体是一种自定义数据类型，可将不同类型的数据项组合在一起。
• 内存使用：各成员拥有独立的内存空间，内存大小是所有成员大小之和（考虑内存对齐）。
• 用途：适合存储一个对象的多个不同属性，如存储一个人的姓名、年龄、身高、体重等信息。各成员可同时使用，修改一个成员不会影响其他成员。

联合体

• 定义：联合体也是自定义数据类型，同样能组合不同类型的数据项。
• 内存使用：所有成员共享同一块内存空间，其大小取决于最大成员的大小。
• 用途：同一时间只能存储一个成员的值，给一个成员赋值会覆盖其他成员的值。常用于在不同数据类型之间复用内存，节省空间。

2. 如何测试一个机器是大端还是小端？

概念：

• 大端字节序是指数据的高位字节存于低地址，低位字节存于高地址；
• 小端字节序则相反，数据的低位字节存于低地址，高位字节存于高地址。

#include <stdio.h>

int isLittleEndian() 
{
    int num = 1;
    char *c = (char *)&num;
    return *c == 1;
}

int main()
{
    if (isLittleEndian()) 
    {
        printf("小端字节序\n");
    } else 
    {
        printf("大端字节序\n");
    }
    return 0;
}

原理：把整数的地址强制转换为字符指针，字符指针只能访问一个字节。若访问到的第一个字节是 1 的最低字节 0x01，就是小端；若为 0x00，就是大端。

3. 递归是什么

递归是一种在函数定义中调用自身的方法。简单来说，递归函数通过不断调用自身来解决问题，直到达到某个终止条件（也称为基线条件）。递归通常用于解决可以分解为相似子问题的情况。
递归的关键要素：

1. 基线条件（Base Case）：

• 递归终止的条件，防止无限递归。
• 例如，计算阶乘时，0的阶乘定义为1，这就是基线条件。

2. 递归条件（Recursive Case）：

• 函数调用自身，逐步向基线条件靠近。
• 例如，计算n的阶乘时，递归条件是n * factorial(n - 1)。

示例：计算阶乘

递归的特点：

• 优点：

• • 代码简洁，易于理解。
• • 适合解决分治问题（如树遍历、排序算法等）。

• 缺点：

• • 可能产生大量函数调用，占用栈空间，导致栈溢出。
• • 效率可能较低，尤其是存在重复计算时。

递归与迭代：

• 递归和迭代（循环）可以互相转换。

• 递归更适合问题本身具有递归结构的场景，而迭代通常效率更高。

例如，斐波那契数列可以用递归实现
注意：但递归实现效率较低，改用迭代会更高效

总之，递归是一种强大的工具，但需要谨慎使用以避免性能问题。

数据结构前言

1. 什么是数据结构？

数据结构是计算机存储、组织数据的方式。它规定数据元素间逻辑与物理关系，有线性（如数组、链表）和非线性（如树、图）等逻辑结构，及顺序、链式等物理存储方式。常见类型有数组、栈、队列等。其作用是提升算法效率、方便数据管理，不同编程语言对它的支持方式有别。

数据结构的核心作用：

• 高效访问：快速查找、插入、删除数据。

• 优化存储：合理利用内存或磁盘空间。

• 支持算法：为算法提供合适的数据组织形式。

2. 什么是算法？

算法是解决特定问题的一系列明确、有限的操作步骤。它描述了如何从问题的输入得到期望的输出，具有有穷性、确定性、可行性、输入和输出等特性。可使用自然语言、流程图、伪代码或具体编程语言来表达。优秀的算法追求时间效率高、空间占用少，常见算法有排序、搜索等。

3. 数据结构和算法的重要性

• 数据结构是算法的基石，算法通过操作数据结构来解决问题。

• 例如，排序算法依赖于数组或链表，最短路径算法依赖于图。

总之，数据结构是计算机科学的核心概念之一，掌握它对于编写高效程序至关重要。