一。為什麼要學習資料結構？
資料結構是程式設計的基礎。
程式設計水平 = 資料結構基礎 + 演算法 + 設計模式
1.什麼是資料結構？
資料結構是研究[b]非數值計算[/b]的程式中的[b]操作物件[/b]，以及這些操作物件之間的[b]關係[/b]與[b]操作[/b]。
2. 時間複雜度大小比較：
o(1) < o(logn) < o(n) < o(nlogn) < o(n的平方）< o(n的立方) < o(2的n次方) < o(n!) < o(n的n次方)
o(log(n)) 的時間複雜度：如對二叉樹的查詢，每次可排除一半。
int count = 1;
while (count < n)
3. 演算法的五個特性：
1）輸入
2）輸出
3）有窮性
4）確定性
5）可行性
4. 演算法設計追求的目標：（寫程式時要從這4點考慮）
1）正確性 ： 把各種可能考慮到
2）可讀性 ： 加注釋
3）健壯性 ： 無論何種情況，不能讓程式掛掉，對exception要做處理
4）時間和空間複雜度 ： 演算法優劣的關鍵
二.棧、佇列、鍊錶、二叉樹的底層實現
線性儲存可分為：陣列 和 鍊錶
陣列和鍊錶都可實現：
棧和佇列
1. 棧：底層實現是陣列 --> 先進後出
成員變數：
private long arr;
private int top; //用於標記棧頂的元素，以方便出棧。（所謂棧頂元素，就是陣列的最後乙個元素）
2. 佇列：底層實現是陣列 --> 先進先出
成員變數：
private long arr;
private int size; //有效元素個數
private int front; //隊頭
private int end; //隊尾
3. 鍊錶：相對於陣列（連續的儲存空間），鍊錶是不連續的儲存空間
成員變數：
private long data; //資料域
private node next; //指標域
4. 二叉樹
成員變數：
private long data;
private btree left;//左子樹
private btree right;//右子樹
三. 資料結構中經典演算法：
1. 二分法查詢
前提：資料必須有序
要求：查詢指定的值在有序的陣列中，返回對應陣列元素下標。
演算法：用當前元素與中間大小元素比較，若小於，則取左邊子陣列的中間元素做比較。
public static int binarysearch(int arr, int key)
while (start <= end) else if (key > arr[middle]) else
}return -1;
}2. 八種排序演算法：
分類：
1）插入排序（直接插入排序、希爾排序）
2）交換排序（氣泡排序、快速排序）
3）選擇排序（直接選擇排序、堆排序）
4）歸併排序
5）分配排序（基數排序）
所需輔助空間最多：歸併排序
所需輔助空間最少：堆排序
平均速度最快：快速排序
不穩定：快速排序，希爾排序，堆排序。
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（1）插入排序
1）直接插入排序
演算法思想：在需要排序的一組數中，假設前面n-1(其中n>=2)個數已經是排好序的，現在要把第n個數插入到前面的有序陣列中。如此往復迴圈，直至所有數都排好序。
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public static void insertsort(int arr)
arr[j + 1] = tmp; //把tmp移動到原來a[j]即a[i - 1]的地方，因為左右執行了j--, 所以arr[j + 1] = tmp;
}system.out.print("第" + (i + 1) + "次：");
for (int t : arr)
system.out.println();
}for (int i : arr)
}2) 希爾排序（shell排序）
演算法思想：將要排序的陣列按某個增量d(d=n/2; n是要排序陣列的元素個數）分成若干組，每組記錄的下標相差d, 然後對每組中的元素進行直接插入排序，然後再用乙個較小的增量(d/2) 對它進行分組，再對每組中的元素進行直接插入排序。當增量減到1時，執行直接插入排序後，排序完成。
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（2）交換排序
1） 氣泡排序
基本思想：對於要排序的陣列，對未排序的範圍內的元素，自左到右對相鄰兩個數做比較，數大的向右移動，數小的向左移動。即：當發現左邊比右邊的數大時，互動他倆的位置。
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public static void bubblesourt(int arr) }}
}2）快速排序
基本思想：選擇乙個基準元素（通常選擇第乙個元素或者最後乙個元素），然後將需要排序的陣列分成兩部分，一部分比基準元素小，一部分比基準元素大或等於。此時，基準元素就在整個陣列的正確位置。然後再用同樣的方法遞迴地排序劃分的兩部分。
快速排序在元素少時效率不好，這時可以用插入排序。
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public class quicksort
arr[low] = arr[high];
while (low < high && arr[low] <= base)
arr[high] = arr[low];
}arr[low] = base;
return low;
}public static void sort(int arr, int low, int high)
}public static void main(string args) ;
sort(arr, 0, arr.length - 1);
for (int e : arr) }}
(3) 選擇排序
1）簡單選擇排序
基本思想：在要排序的陣列中，選出最小的數與第乙個數交換位置；然後再剩下的數當中找出最小的數與第二個數交換位置，如此迴圈，知道倒數第二個數與最後乙個數交換位置。
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2）堆排序
基本思想：堆排序是樹形選擇排序，是對簡單選擇排序的改進。
堆：完全二叉樹，且堆頂元素大於（或小於）其左右節點
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(4) 歸併排序（merge排序）
基本思想：將兩個（或兩個以上）的有序表合併成乙個新的有序表，即把待排序的陣列分為若干個子陣列，每個子陣列都是有序的，然後再把有序的子陣列合併成乙個整體有序的陣列。
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(5) 基數排序
基本思想：將所有待排序的數值（正整數）統一為統一的數字長度，將數字較短的數前面補零。然後，從最低位開始，一次進行一次排序。這樣，從最低位排序一直到最高位排序完成以後，數列就變成了乙個有序的序列。
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3. 排序演算法的時間空間複雜度：
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資料結構和演算法
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