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数据结构 # 二叉树/堆/栈

时间:2015-05-11 14:15:59      阅读:113      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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数据结构是计算机存储、组织数据的方式。数据结构是指相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合。通常情况下,精心选择的数据结构可以带来更高的运行或者存储效率。数据结构往往同高效的检索算法和索引技术有关。

 

逻辑结构包括:
1.集合
数据结构中的元素之间除了“同属一个集合” 的相互关系外,别无其他关系;


2.线性结构
数据结构中的元素存在一对一的相互关系;


3.树形结构
数据结构中的元素存在一对多的相互关系;


4.图形结构
数据结构中的元素存在多对多的相互关系。

 

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效果:1、对于,数据结构、堆栈的简单总结。2、链表的操作!

> 数据结构

 

  • > 自引用结构

  • struct list {

  •  int          data;

  •  struct list  *next;

  • } a;

  •  

  • > 线性链表

  • list.h:

  • #include <stdio.h>

  • #include <stdlib.h>

  • typedef char DATA;          /* will use char in examples. */

  • struct linked_list {

  •  DATA                d;

  •  struct linked_list  *next;

  • };

  • typedef struct linked_list  ELEMENT;

  • typedef ELEMENT             *LINK;

  •  

  • > 链表操作

  • #include "list.h"

  • #include <stdlib.h>

  • LINK string_to_list(char s[])

  • {

  •  LINK        head;

  •  if (s[0] == ‘\0‘)       /* base case. */

  •      return NULL;

  •  else {

  •      head = malloc(sizeof(ELEMENT));

  •      head -> d = s[0];

  •      head -> next = string_to_list(s+1);

  •      return head;

  •  }

  • }

  •  

  • * 插入(insert)

  • /* Inserting an element in a linked list. */

  • void insert(LINK p1, LINK p2, LINK q)

  • {

  •  assert(p1 -> next == p2);

  •  p1 -> next = q;             /* insert */

  •  q -> next = p2;

  • }

  •  

  • * 删除(delete)

  • /* Recursive deletion of a list. */

  • void delete_list(LINK head)

  • {

  •  if (head != NULL) {

  •      delete_list(head -> next);

  •      free(head);             /* release storage */

  •  }

  • }

     

 

> 堆栈 

  • 堆栈(压入、弹出)

  • 堆栈、是暂时存放数据和地址,通常用来保护断点和现场;

  • 堆,队列优先,先进先出(First-In/First-Out);

  • 栈,先进后出(First-In/Last-Out)。

  •  

  • ADT Stack(堆栈)

  • 1、只能在一端(称为栈顶(top))对数据项进行插入和删除

  • 2、push(压入==增)、pop(弹出==删)、top(取顶部元素==查)、empty(判断是否为空)、full(判断是否已满)和reset(重置==init)

 

 

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|--> Copyright (c) 2015 Bing Ma.

|--> GitHub RUL: https://github.com/SpongeBob-GitHub

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> 二叉树

  • 二叉树

  • 树(tree)是一种称为节点(node)的元素的有限集合

  • 树具有一个唯一节点(根节点),每个节点最多具有2个子节点(左孩子、右孩子)。

  • 叶节点、它的左右孩子节点为NULL

  •  

  • 遍历(Traversal)

  • 是指沿着某条搜索路线依次对树中每个结点均做一次且仅做一次访问

  • 树的遍历:1、沿链表移动;2、根据下标访问,指向链表的数组元素。

  • [ 通过根节点访问时间决定 ]

  • 中序(inorder):先访问左子树,再访问根节点

  •      左->根->右(必须递归遍历完后,再进行下一步)

  • 前序(preorder):先访问根节点

  •      根->左->右

  • 后序(postorder):访问完左右子树后,才访问根节点

  •      左->右->根

  •  

  • Binary Tree

  • /* Inorder binary tree traversal. */

  • void inorder (BTREE root)

  • {

  •  if (root != NULL) {

  •      inorder(root -> left);      /* recur left */

  •      printf("%c", root -> d);

  •      inorder(root -> right);     /* recur right */

  •  }

  • }

  • /* Output: A B C D E F G H I J */

  •  

  • 前序和后序函数:

  • /* Preorder and postorder binary tree traversal. */

  • // preorder

  • void preorder (BTREE root)

  • {

  •  if (root != NULL) {

  •      printf("%c", root -> d);

  •      preorder(root -> left);         /* recur left */

  •      preorder(root -> right);        /* recur right */

  •  }

  • }

  • /* Output: G D B A C F E I H J */

  • // preorder

  • void postorder (BTREE root)

  • {

  •  if (root != NULL) {

  •      postorder(root -> left);            /* recur left */

  •      postorder(root -> right);       /* recur right */

  •      printf("%c", root -> d);

  •  }

  • }

  • /* Output: A C B E F D H J I G */

  •  

  • 创建BTREE

  • /* Creating a binary tree. */

  • BTREE new_node(void)

  • {

  •  return (malloc(sizeof(NODE)));

  • }

  • BTREE init_node (DATA d1, BTREE p1, BTREE p2)

  • {

  •  BTREE t;

  •  t = new_node();

  •  t -> d = d1;

  •  t -> left = p1;

  •  t -> right = p2;

  •  return t;

  • }

 

PS:一般栈区中的内存,系统会自己管理;作为Coder,我们只需管理堆区的内存分配&释放!

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# 总结 #

  • 1 抽象数据类型(ADT)堆栈可以使用链表来实现,对它的限制在它的第一个元素(称为顶部)。堆栈具有后进先出(LIFO)的特性,这个行为是由push()和pop()函数实现。 

 

  • 2 ADT队列也可以用链表来实现,对它的访问限制在它的头部和尾部。队列具有先进先出(FIFO)的特性,这个行为是由enqueue()和dequeue()函数实现的。

 

  • 3 当算法使用迭代方式实现时,需要使用一个迭代循环,在监测到NULL时终止。迭代算法的代价是需要使用辅助指针,但它的效率一般高于递归算法

 

  • 4 链表处理的标准算法用递归来实现非常自然。基本条件常常就是检测到NULL链。一般条件通过在链表结构中移动链来进行递归

 

  • 5 二叉树由包含两个链成员的结构来表示,它组合了线性链表的动态特征,并且可以非常快地访问树中的每个元素。二叉树的元素之间的距离通常是对数级的。

  

  • 6 二叉树最常用使用三种遍历方法。每种访问方法是通过根节点的访问时间决定的。这三种遍历方式都可以用递归来实现,从左向右链接每棵子树。

 

  • 7 PS:自引用结构使用指针来访问相同类型结构的地址!!最简单的自引用结构是线性链表。每个元素指向它的下一个元素,最后一个元素指向NULL。

 

  • 8 malloc()函数用于动态内存分配。free()函数用于释放参数所指向的内存,把它返回给系统,供以后使用。

 

  • 9 我们可以指定同时涉及链表和数组的具有可怕复杂性的数据结构。其中一个例子就是实现普通树。在普通树中,每个节点可以具有任意数量的孩子。节点的孩子由链表来表示,它由一个头元素数组所指向。

 

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PS

[ 每日一句 ]

“Nowadays, I don‘t really know where I‘m going, but I hope I go far. ”

 

[ 每天一首英文歌 ]

" This Love " - Taylor Swift

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数据结构 # 二叉树/堆/栈

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