什么是数据结构？

一、什么是数据结构？

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。结构包括逻辑结构和物理结构。

数据的逻辑结构包括4种

(1)集合：数据元素之间除了有相同的数据类型再没有其他的关系。

(2)线性结构：数据元素之间是一对一的关系 ——线性表、栈、队列。

(3)树形结构：数据元素之间是一对多的关系。

(4)图状结构：数据元素之间是多对多的关系。

物理结构包括顺序存储结构和链式存储结构。

二、解释一下顺序存储与链式存储

顺序存储结构是用一段连续的存储空间来存储数据元素，可以进行随机访问，访问效率较高。链式存储结构是用任意的存储空间来存储数据元素，不可以进行随机访问，访问效率较低。

三、头指针和头结点的区别？

头指针：是指向第一个节点存储位置的指针，具有标识作用，头指针是链表的必要元素，无论链表是否为空，头指针都存在。

头结点：是放在第一个元素节点之前，便于在第一个元素节点之前进行插入和删除的操作，头结点不是链表的必须元素，可有可无，头结点的数据域也可以不存储任何信息。

四、线性结构的特点

(1)集合中必存在唯一的一个"第一个元素"；

(2)集合中必存在唯一的一个"最后的元素"；

(3)除最后元素之外，其它数据元素均有唯一的"后继"；

(4)除第一元素之外，其它数据元素均有唯一的"前驱"。

五、数组和链表的区别？

从逻辑结构来看：数组的存储长度是固定的，它不能适应数据动态增减的情况。链表能够动态分配存储空间以适应数据动态增减的情况，并且易于进行插入和删除操作。

从访问方式来看：数组在内存中是一片连续的存储空间，可以通过数组下标对数组进行随机访问，访问效率较高。链表是链式存储结构，存储空间不是必须连续的，可以是任意的，访问必须从前往后依次进行，访问效率较数组来说比较低。

如果从第i个位置插入多个元素，对于数组来说每一次插入都需要往后移动元素，每一次的时间复杂度都是O(n)，而单链表来说只需要在第一次寻找i的位置时时间复杂度为O(n)，其余的插入和删除操作时间复杂度均为O(1)，提高了插入和删除的效率。

六、单链表结构和顺序存储结构的区别？

当进行插入和删除操作时，顺序存储结构每次都需要移动元素，总的时间复杂度为O(n^2)，而链式存储结构确定i位置的指针后，其时间复杂度仅为O(1)。由于顺序存储结构需要进行预分配存储空间，所以容易造成空间浪费或者溢出。链式存储结构不需要预分配存储空间，元素个数不受限制。

七、栈和队列的区别

队列是允许在一段进行插入另一端进行删除的线性表，对于进入队列的元素按“先进先出”的规则处理，在表头进行删除在表尾进行插入。

栈是只能在表尾进行插入和删除操作的线性表。对于插入到栈的元素按“后进先出”的规则处理，插入和删除操作都在栈顶进行。由于进栈和出栈都是在栈顶进行，所以要有一个size变量来记录当前栈的大小，当进栈时size不能超过数组长度，size+1，出栈时栈不为空，size-1。