堆是具有以下两个核心特征的完全二叉树结构特征:是一棵完全二叉树(除最后一层外,每层结点数都满;最后一层的结点从左到右依次排列,无空缺);权值约束若为大根堆,则每个父结点的值 ≥ 其左、右子结点的值,此时堆顶(根结点)是整个堆的最大值;若为小根堆,则每个父结点的值 ≤ 其左、右子结点的值,此时堆顶是整个堆的最小值。左孩子下标
队列在层次遍历中的应用十分典型,以二叉树的层次遍历为例,这种遍历要求“从上到下、从左到右”依次访问每个结点
双链表的操作核心是同时维护“前驱指针(prior)”和“后继指针(next)”,以保证双向链接的完整性。相比单链表,双链表的插入、删除因涉及双向指针修改,步骤更细致,但能更高效地支持反向操作。
为了让链表的首尾操作更加便捷,循环链表对单链表或双链表的结构进行了改进,核心是让,从而形成“环形”的链式结构。这种结构下,
图是用于刻画“多对多”关系的非线性数据结构,形式化表示为( G = (V, E) ):其中( V )是顶点集(由有限个代表“实体”的顶点组成,且非空)
要实现图的“分层遍历”,广度优先搜索(BFS)是核心方法——它遵循“先访问离起始顶点近的顶点,再逐步向外扩散”的逻辑,像水波纹一样覆盖所有可达顶点。下面从思想、过程、实现和特点展开,结合图示详细讲解。
要解决邻接矩阵对稀疏图“空间浪费”的问题,邻接表采用“数组+链表”的结构,灵活存储顶点间的连接关系。它由(数组)和(链分结构、类型及特点展开讲解。
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无权图:若顶点( v_i )与( v_j )间有边(无向图)或弧(有向图,( v_i )指向( v_j )),则( A[i][j] = 1 );否则( A[i][j] = 0 )(或用特殊值标记
折半查找的核心是“每次找中间元素对比,将查找范围缩小一半”,就像我们在字典中查单词——先翻到中间页,根据单词首字母判断目
若它的左子树不为空,则左子树上所有节点的值均小于它的根节点的值;若它的右子树不为空,则右子树上所有节点的值均大于它
平衡二叉树(Balanced Binary Tree),又称AVL树,是一种经过改进的二叉搜索树。它由两位苏联数学家G.M. Adelson-V的高度之差的绝对值不超过1。
在实现层面,平衡二叉树的关键在于“自底向上的信息更新与局部旋转”。四类分别对应“在某结点的左子树的左子树插入”、“右子树
在外存索引中,关键在于提升结点的分支数,从而降低树高并减少访问的页数。B+树可以理解为“阶数为mmm的多路平衡搜索树”,其
B+树是B树的一种变形,它在B树的基础上进行了重要的改进。一棵mmm阶B+树需要满足以下性质。B+树的结构特征可以从节点类型和组织方式两个方面来理解。首先,B+树中的节点分为两类:内部节点和叶子节点。内部节点只存储索引信息,不存储实际的数据记录,这使得内部节点可以容纳更多的索引项,从而增大了树的阶数,降低了树的高度。叶子节点存储所有
红黑树是一种自平衡的二叉搜索树,它在每个节点上增加了一个存储位来表示节点的颜色,颜色只能是红色或黑色。通
B树是一种平衡的多路查找树,它特别适合于外存储器环境下的查找操作。一棵mmm阶B树是一棵平衡的mmm路搜索树,它
在之前的查找方法中,无论是顺序查找、折半查找还是树型查找,都需要通过关键字的比较来确定目标位置,查找效率依赖于比
综上,散列函数的构造方法需根据关键字的类型、分布特征和散列表容量选择:直接定址法适合小范围连续关键字,除留余数法适用范围最广,数字分析法依赖关键字分布特征,平方取中
例如,浏览器缓存、服务器缓存(如Redis)中,用用户请求的URL或数据ID作为关键字(key),用缓存的页面内容或数据结果
为了实现指针的智能跳转,KMP算法引入next数组:对于模式串的第jjj个字符(从0开始),nextjnext[j]nextj表示“模式串前jjj个字符组成的
综上,BF算法的优势是逻辑简单、易于实现,适合模式串较短或匹配概率较低的场景;但在最坏情况下效率较差,这也为后续更高效的K
在日常整理扑克牌时,我们通常会把抓到的新牌插入到已整理好的牌堆里,保持牌堆始终有序——直接插入排序的思想与此完全一致
综上,折半插入排序通过折半查找优化了“确定插入位置”的过程,在比较次数上有明显优势,且保持了直接插入排序的稳定性和空
然后逐步缩小增量,重复分组和组内排序的过程,直到增量为1时,进行最后一次全局的直接插入排序。综上,希尔排序通过“分
在交换排序中,冒泡排序是最直观的一种,它通过相邻元素的两两比较和交换,让值较大的元素像水中的气泡一样逐步“上浮”到数
在交换排序中,快速排序是效率极高的一种,它基于“分治法”思想,通过选择一个“基准元素”将数组分成两部分,再递归处理这两部
应用程序要与各类I/O设备交互,需通过操作系统提供的(I/O接口)。这些接口是程序与设备之间的“桥梁”,让程序无需关注设备底
为了让用户和应用程序能高效、统一地使用各类I/O设备,操作系统将I/O软件组织成:每层承担特定职责,上层依赖下层提供的服务,下层对上层隐藏实现细节。这种设计既保证了“硬件无关性”(上层无需关注设备底层差异),又提升了系统的可维护性与扩展性
用生活场景类比:你要搬家(大量数据传输),请了搬家公司(DMA控制器),你只需告诉搬家公司“从哪个地址搬到哪个地址,搬
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