数据结构是相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合。数据结构分为逻辑结构和物理结构。

逻辑结构是指数据对象中数据元素之间的相互关系。
    集合结构：数据结构中的元素之间的关系是“同属一个集合”；
    线性结构：数据结构中的元素存在一对一的相互关系；
    树形结构：数据结构中的元素存在一对多的相互关系；
    图形结构：数据结构中的元素存在多对多的相互关系。

数据的物理结构：指数据的逻辑结构在计算机存储空间的存放形式。
一种数据结构可表示成一种或多种存储结构。
    顺序存储方法：它是把逻辑上相邻的结点存储在物理位置相邻的存储单元里，结点间的逻辑关系由存储单元的邻接关系来体现。
                由此得到的存储表示称为顺序存储结构，通常借助于程序设计语言中的数组来实现。
    链接存储方法：它不要求逻辑上相邻的结点在物理位置上亦相邻，结点间的逻辑关系是由附加的指针字段表示的。
                由此得到的存储表示称为链式存储结构，通常借助于程序设计语言中的指针类型来实现。
    索引存储方法：除建立存储结点信息外，还建立附加的索引表来标识结点的地址。
    散列存储方法：就是根据结点的关键字直接计算出该结点的存储地址。

算法是解决特定问题求解步骤的描述，在计算机中表现为指令的有限序列，并且每条指令表示一个或多个操作。

通过算法时间复杂度来估算算法时间效率。常见的时间复杂度所耗时间的大小排列：
O(1)<O(logn)<O(n)<O(nlogn)<O(n^2)<O(n^3)<O(2^n)<O(n!)<O(n^n)

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常用数据结构：

数组（Array）是一个存储元素的线性集合，元素可以通过索引来任意存取，索引通常是数字，用来计算元素之间存储位置的偏移量。

字符串（String）是由零个或多个的字符组成的有限序列，一般表示为”a1a2…an”。串中字符的个数称为串的长度。
任意连续的字符组成的子序列称为该串的子串，子串的位置为子串第一个字符在原串中的位置

链表（LinkedList）是用一组任意的存储单元存储线性表的数据元素，这组存储单元可以是连续的，也可以是不连续的。
这些数据元素可以存在内存未被占用的任意位置，除了要存数据元素信息外，还要存储它的后继元素的存储地址。

将单链表中终端结点的指针端由空指针改为指向头结点，就使整个单链表形成一个环，
这种头尾相接的单链表称为单循环链表，简称循环链表（CircularLinkedList）。

双向链表（DoubleLinkedList）是在单链表的每个结点中，再设置一个指向其前驱结点的指针域。
所以在双向链表中的结点都有两个指针域，一个指向直接后继，另一个指向直接前驱。双向链表也可以是循环表。
双向链表相对于单链表来说，由于每个结点都需要记录两份指针，所以在空间上是要占用略多一些的。
不过，由于它良好的对称性，使得对某个结点的前后结点的操作，带来了方便，可以有效提高算法的时间性能。就是用空间来换时间。

链表和数组可以用来辅助构建各种基本数据结构。

栈（Stack）是限定仅在表尾进行插入和删除操作的线性表。允许插入和删除的一端称为栈顶（top），另一端称为栈底（bottom）。
队列（Queue）是只允许在一端进行插入操作，而在另一端进行删除操作的线性表。允许插入的一端称为队尾，允许删除的一端称为队头。
栈是后进先出（LastInFirstOut）的线性表，简称LIFO。队列是先进先出（FirstInFirstOut）的线性表，简称FIFO。

集合（Set）是由一组无序但彼此之间又有一定相关性的成员构成的，每个成员在集合中只能出现一次。没有包含任何成员的集合称为空集。
如果两个集合中所包含的成员完全一样，则称这两个集合相等。如果集合S2包含另一个集合S1的所有成员，则S1是S2的子集。

字典（Map）是一种以“键-值”对（key-value）形式存储数据的数据结构。key唯一不可重复。

散列表（HashTable），是根据键而直接访问在内存存储位置的数据结构。
它通过计算一个关于键值的函数，将所需查询的数据映射到表中一个位置来访问记录，这加快了查找速度。
这个映射函数称做散列（Hash）函数，存放记录的数组称做散列表。
首先有一个大数组，每当存一个键值对时，先把键进行哈希，计算出的哈希值是一个整数，
使用这个整数对数组长度取余，映射到数组的某个下标，把该键值对存起来。

树（Tree）是有限节点组成的具有层次关系的集合。树的结点包含一个数据元素及若干指向其子树的分支。
结点拥有的子树数称为结点的度（Degree）。度为0的结点称为叶结点（Leaf）或终端结点；度不为0的结点称为非终端结点或分支结点。
除根结点之外，分支结点也称为内部结点。树的度是树内各结点的度的最大值。
结点的层次（Level）从根开始定义起，根为第一层，根的孩子为第二层。

森林（Forest）是互不相交的树的集合。对于树中每个结点而言，其子树的集合即为森林。

二叉树（BinaryTree）是一种特殊的树，它的子节点个数不超过两个。
满二叉树（FullBinaryTree）叶子只能出现在最下一层，非叶子结点的度一定是2，树呈满三角形结构。
完全二叉树（CompleteBinaryTree）由满二叉树而引出来，最下层的叶子一定集中在左部连续位置。

堆（Heap）是用数组实现的完全二叉树。堆是非线性数据结构，相当于一维数组，有两个直接后继。
将根节点最大的堆叫做最大堆或大根堆，根节点最小的堆叫做最小堆或小根堆。

图（Graph）是由顶点的有穷非空集合和顶点之间边的集合组成，通常表示为：G(V,E)。
G表示一个图，V是图G中顶点（Vertex）的集合，E是图G中边（Edge）的集合。
在图结构中，不允许没有顶点。在定义中，若V是顶点的集合，则强调了顶点集合V有穷非空。

若顶点vi到vj之间的边没有方向，则称这条边为无向边，用无序偶对(vi,vj)来表示。
如果图中任意两个顶点之间的边都是无向边，则称该图为无向图（Undirected-graphs）。
若从顶点vi到vj的边有方向，则称这条边为有向边，也称为弧（Arc）。用有序偶<vi,vj>来表示，vi称为弧尾（Tail），vj称为弧头（Head）。
如果图中任意两个顶点之间的边都是有向边，则称该图为有向图（Directed-graphs）。

在无向图中，如果任意两个顶点之间都存在边，则称该图为无向完全图。含有n个顶点的无向完全图有n(n-1)/2条边。
在有向图中，如果任意两个顶点之间都存在方向互为相反的两条弧，则称该图为有向完全图。含有n个顶点的有向完全图有n×(n-1)条边。
对于具有n个顶点和e条边数的图，无向图0≤e≤n(n-1)/2，有向图0≤e≤n(n-1)。

与图的边或弧相关的数叫做权（Weight）。这些权可以表示从一个顶点到另一个顶点的距离或耗费。这种带权的图通常称为网（Network）。