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  • 数据结构:八大数据结构分类

    万次阅读 多人点赞 2018-09-05 18:23:28
    数据结构分类 数据结构是指相互之间存在着一种或多种关系的数据元素的集合和该集合中数据元素之间的关系组成 。 常用的数据结构有:数组,栈,链表,队列,树,图,堆,散列表等,如图所示: 每一种数据结构都...

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    数据结构分类

    数据结构是指相互之间存在着一种或多种关系的数据元素的集合和该集合中数据元素之间的关系组成 。
    常用的数据结构有:数组,栈,链表,队列,树,图,堆,散列表等,如图所示:
    这里写图片描述
    每一种数据结构都有着独特的数据存储方式,下面为大家介绍它们的结构和优缺点。

    1、数组

    数组是可以再内存中连续存储多个元素的结构,在内存中的分配也是连续的,数组中的元素通过数组下标进行访问,数组下标从0开始。例如下面这段代码就是将数组的第一个元素赋值为 1。

    int[] data = new int[100];data[0]  = 1;
    

    优点:
    1、按照索引查询元素速度快
    2、按照索引遍历数组方便

    缺点:
    1、数组的大小固定后就无法扩容了
    2、数组只能存储一种类型的数据
    3、添加,删除的操作慢,因为要移动其他的元素。

    适用场景:
    频繁查询,对存储空间要求不大,很少增加和删除的情况。

    2、栈

    栈是一种特殊的线性表,仅能在线性表的一端操作,栈顶允许操作,栈底不允许操作。 栈的特点是:先进后出,或者说是后进先出,从栈顶放入元素的操作叫入栈,取出元素叫出栈。
    这里写图片描述
    栈的结构就像一个集装箱,越先放进去的东西越晚才能拿出来,所以,栈常应用于实现递归功能方面的场景,例如斐波那契数列。

    3、队列

    队列与栈一样,也是一种线性表,不同的是,队列可以在一端添加元素,在另一端取出元素,也就是:先进先出。从一端放入元素的操作称为入队,取出元素为出队,示例图如下:
    这里写图片描述
    使用场景:因为队列先进先出的特点,在多线程阻塞队列管理中非常适用。

    4、链表

    链表是物理存储单元上非连续的、非顺序的存储结构,数据元素的逻辑顺序是通过链表的指针地址实现,每个元素包含两个结点,一个是存储元素的数据域 (内存空间),另一个是指向下一个结点地址的指针域。根据指针的指向,链表能形成不同的结构,例如单链表,双向链表,循环链表等。
    这里写图片描述
    链表的优点:
    链表是很常用的一种数据结构,不需要初始化容量,可以任意加减元素;
    添加或者删除元素时只需要改变前后两个元素结点的指针域指向地址即可,所以添加,删除很快;

    缺点:
    因为含有大量的指针域,占用空间较大;
    查找元素需要遍历链表来查找,非常耗时。

    适用场景:
    数据量较小,需要频繁增加,删除操作的场景

    5、树

    是一种数据结构,它是由n(n>=1)个有限节点组成一个具有层次关系的集合。把它叫做 “树” 是因为它看起来像一棵倒挂的树,也就是说它是根朝上,而叶朝下的。它具有以下的特点:

    • 每个节点有零个或多个子节点;
    • 没有父节点的节点称为根节点;
    • 每一个非根节点有且只有一个父节点;
    • 除了根节点外,每个子节点可以分为多个不相交的子树;

    在日常的应用中,我们讨论和用的更多的是树的其中一种结构,就是二叉树
    这里写图片描述
    二叉树是树的特殊一种,具有如下特点:

    1、每个结点最多有两颗子树,结点的度最大为2。
    2、左子树和右子树是有顺序的,次序不能颠倒。
    3、即使某结点只有一个子树,也要区分左右子树。

    二叉树是一种比较有用的折中方案,它添加,删除元素都很快,并且在查找方面也有很多的算法优化,所以,二叉树既有链表的好处,也有数组的好处,是两者的优化方案,在处理大批量的动态数据方面非常有用。

    扩展:
    二叉树有很多扩展的数据结构,包括平衡二叉树、红黑树、B+树等,这些数据结构二叉树的基础上衍生了很多的功能,在实际应用中广泛用到,例如mysql的数据库索引结构用的就是B+树,还有HashMap的底层源码中用到了红黑树。这些二叉树的功能强大,但算法上比较复杂,想学习的话还是需要花时间去深入的。

    6、散列表

    散列表,也叫哈希表,是根据关键码和值 (key和value) 直接进行访问的数据结构,通过key和value来映射到集合中的一个位置,这样就可以很快找到集合中的对应元素。

    记录的存储位置=f(key)

    这里的对应关系 f 成为散列函数,又称为哈希 (hash函数),而散列表就是把Key通过一个固定的算法函数既所谓的哈希函数转换成一个整型数字,然后就将该数字对数组长度进行取余,取余结果就当作数组的下标,将value存储在以该数字为下标的数组空间里,这种存储空间可以充分利用数组的查找优势来查找元素,所以查找的速度很快。

    哈希表在应用中也是比较常见的,就如Java中有些集合类就是借鉴了哈希原理构造的,例如HashMap,HashTable等,利用hash表的优势,对于集合的查找元素时非常方便的,然而,因为哈希表是基于数组衍生的数据结构,在添加删除元素方面是比较慢的,所以很多时候需要用到一种数组链表来做,也就是拉链法。拉链法是数组结合链表的一种结构,较早前的hashMap底层的存储就是采用这种结构,直到jdk1.8之后才换成了数组加红黑树的结构,其示例图如下:
    这里写图片描述
    从图中可以看出,左边很明显是个数组,数组的每个成员包括一个指针,指向一个链表的头,当然这个链表可能为空,也可能元素很多。我们根据元素的一些特征把元素分配到不同的链表中去,也是根据这些特征,找到正确的链表,再从链表中找出这个元素。

    哈希表的应用场景很多,当然也有很多问题要考虑,比如哈希冲突的问题,如果处理的不好会浪费大量的时间,导致应用崩溃。

    7、堆

    堆是一种比较特殊的数据结构,可以被看做一棵树的数组对象,具有以下的性质:

    • 堆中某个节点的值总是不大于或不小于其父节点的值;

    • 堆总是一棵完全二叉树。

    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。常见的堆有二叉堆、斐波那契堆等。

    堆的定义如下:n个元素的序列{k1,k2,ki,…,kn}当且仅当满足下关系时,称之为堆。
    (ki <= k2i,ki <= k2i+1)或者(ki >= k2i,ki >= k2i+1), (i = 1,2,3,4…n/2),满足前者的表达式的成为小顶堆,满足后者表达式的为大顶堆,这两者的结构图可以用完全二叉树排列出来,示例图如下:
    这里写图片描述
    因为堆有序的特点,一般用来做数组中的排序,称为堆排序。

    8、图

    图是由结点的有穷集合V和边的集合E组成。其中,为了与树形结构加以区别,在图结构中常常将结点称为顶点,边是顶点的有序偶对,若两个顶点之间存在一条边,就表示这两个顶点具有相邻关系。

    按照顶点指向的方向可分为无向图和有向图:
    这里写图片描述
    这里写图片描述
    图是一种比较复杂的数据结构,在存储数据上有着比较复杂和高效的算法,分别有邻接矩阵 、邻接表、十字链表、邻接多重表、边集数组等存储结构,这里不做展开,读者有兴趣可以自己学习深入。

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  • 套接和套接地址结构定义

    千次阅读 2010-03-01 10:16:00
    套接和套接地址结构定义这段主程序是一段典型的服务器程序。网络通讯最重要的就是套接的使用,在程序的一开始就对套接描述符sockfd和newsockfd进行了定义。接下来定义客户机/服务器的套接地址结构cliaddr...

    套接字和套接字地址结构定义

    这段主程序是一段典型的服务器程序。网络通讯最重要的就是套接字的使用,在程序的一开始就对套接字描述符sockfd和newsockfd进行了定义。接下来定义客户机/服务器的套接字地址结构cliaddr和servaddr,存储客户机/服务器的有关通信信息。然后调用parse_args (argc,argv)函数处理命令参数。关于这个parse_args()函数我们待会儿再做介绍。

    创建通信套接字

      下面就是建立一个服务器的详细过程。服务器程序的第一个操作是创建一个套接字。这是通过调用函数socket()来实现的。socket()函数的具体描述为:
    -----------------------------------------------------------------
    #include <sys/types.h>
    #include <sys/socket.h>
    int socket(int domain, int type, int protocol);
    -----------------------------------------------------------------
    参数domain指定套接字使用的协议族,AF_INET表示使用TCP/IP协议族,AF_UNIX表示使用Unix协议族,AF_ISO表示套接字使用ISO协议族。type指定套接字类型,一般的面向连接通信类型(如TCP)设置为SOCK_STREAM,当套接字为数据报类型时,type应设置为SOCK_DGRAM,如果是可以直接访问IP协议的原始套接字则type应设置为SOCK_RAW。参数protocol一般设置为"0",表示使用默认协议。当socket()函数成功执行时,返回一个标志这个套接字的描述符,如果出错则返回"-1",并设置errno为相应的错误类型。

    设置服务器套接字地址结构

    在通常情况下,首先要将描述服务器信息的套接字地址结构清零,然后在地址结构中填入相应的内容,准备接受客户机送来的连接建立请求。这个清零操作可以用多种字节处理函数来实现,例如bzero()、bcopy()、memset()、memcpy()等,以字母"b"开始的两个函数是和BSD系统兼容的,而后面两个是ANSI C提供的函数。这段代码中使用的bzero()其描述为:
    void bzero(void *s, int n);
    函数的具体操作是将参数s指定的内存的前n个字节清零。memset()同样也很常用,其描述为:
    void *memset(void *s, int c, size_t n);
    具体操作是将参数s指定的内存区域的前n个字节设置为参数c的内容。
    下一步就是在已经清零的服务器套接字地址结构中填入相应的内容。Linux系统的套接字是一个通用的网络编程接口,它应该支持多种网络通信协议,每一种协议都使用专门为自己定义的套接字地址结构(例如TCP/IP网络的套接字地址结构就是struct sockaddr_in)。不过为了保持套接字函数调用参数的一致性,Linux系统还定义了一种通用的套接字地址结构:
    -----------------------------------------------------------------
    <linux/socket.h>
    struct sockaddr
    {
    unsigned short sa_family; /* address type */
    char sa_data[14]; /* protocol address */
    }
    -----------------------------------------------------------------
    其中sa_family意指套接字使用的协议族地址类型,对于我们的TCP/IP网络,其值应该是AF_INET,sa_data中存储具体的协议地址,不同的协议族有不同的地址格式。这个通用的套接字地址结构一般不用做定义具体的实例,但是常用做套接字地址结构的强制类型转换,如我们经常可以看到这样的用法:
    bind(sockfd,(struct sockaddr *) &servaddr,sizeof(servaddr))
    用于TCP/IP协议族的套接字地址结构是sockaddr_in,其定义为:
    -----------------------------------------------------------------
    <linux/in.h>
    struct in_addr
    {
    unsigned long s_addr;
    };
    struct sochaddr_in
    {
    short int sin_family;
    unsigned short int sin_port;
    struct in_addr sin_addr;
    /*This part has not been taken into use yet*/
    nsigned char_ _ pad[_ _ SOCK_SIZE__- sizeof(short int) -sizeof(unsigned short int) -       sizeof(struct in_addr)];
    };
    #define sin_zero_ - pad
    -----------------------------------------------------------------
    其中sin_zero成员并未使用,它是为了和通用套接字地址struct sockaddr兼容而特意引入的。在编程时,一般都通过bzero()或是memset()将其置零。其他成员的设置一般是这样的:
    servaddr.sin_family = AF_INET;
    表示套接字使用TCP/IP协议族。
    servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    设置服务器套接字的IP地址为特殊值INADDR_ANY,这表示服务器愿意接收来自任何网络设备接口的客户机连接。htonl()函数的意思是将主机顺序的字节转换成网络顺序的字节。
    servaddr.sin_port = htons(PORT);
    设置通信端口号,PORT应该是我们已经定义好的。在本例中servaddr.sin_port = proxy_port;这是表示端口号是函数的返回值proxy_port。
    另外需要说明的一点是,在本例中,我们并没有看到在预编译部分中包含有<linux/socket.h>和< linux/in.h>这两个头文件,那是因为这两个头文件已经分别被包含在<sys/types.h>和< sys/types.h>中了,而且后面这两个头文件是与平台无关的,所以在网络通信中一般都使用这两个头文件。

    服务器公开地址

      如果服务器要接受客户机的连接请求,那么它必须先要在整个网络上公开自己的地址。在设置了服务器的套接字地址结构之后,可以通过调用函数bind()绑定服务器的地址和套接字来完成公开地址的操作。函数bind()的详细描述为:
    -----------------------------------------------------------------
    #include <sys/types.h>
    #include <sys/socket.h>
    int bind(int sockfd, struct sockaddr *addr, int addrlen);
    -----------------------------------------------------------------
    参数sockfd是我们通过调用socket()创建的套接字描述符。参数addr是本机地址,参数addrlen是套接字地址结构的长度。函数执行成功时返回"0",否则返回"-1",并设置errno变量为EADDRINUAER。
    如果是服务器调用bind()函数,如果设置了套接字的IP地址为某个本地IP地址,那么这表示服务器只接受来自于这个IP地址的特定主机发出的连接 请求。不过一般情况下都是将IP地址设置为INADDR_ANY,以便接受所有网络设备接口送来的连接请求。
    客户机一般是不会调用bind()函数的,因为客户机在连接时不用指定自己的套接字地址端口号,系统会自动为客户机选择一个未用端口号,并且用本地 IP地址自动填充客户机套接字地址结构中的相应项。但是在某些特定的情况下客户机需要使用特定的端口号,例如Linux中的rlogin命令就要求使用保留端口号,而系统是不能为客户机自动分配保留端口号的,这就需要调用bind()来绑定一个保留端口号了。不过在一些特殊的环境下,这样绑定特定端口号也会带来一些负面影响,如在HTTP服务器进入TIME_WAIT状态后,客户机如果要求再次与服务器建立连接,则服务器会拒绝这一连接请求。如果客户机最后进入TIME_WAIT状态,则马上再次执行bind()函数时会返回出错信息"-1",原因是系统会认为同时有两次连接绑定同一个端口。

    转换Listening套接字

    接下来,服务器需要将我们刚才与IP地址和端口号完成绑定的套接字转换成倾听listening套接字。只有服务器程序才需要执行这一步操作。我们通过调用函数listen()实现这一操作。listen()的详细描述为:
    -----------------------------------------------------------------
    #include <sys/socket.h>
    int listen(int sockfd, int backlog);
    -----------------------------------------------------------------
    参数sockfd指定我们要求转换的套接字描述符,参数backlog设置请求队列的最大长度。函数listen()主要完成以下操作。
    首先是将套接字转换成倾听套接字。因为函数socket()创建的套接字都是主动套接字,所以客户机可以通过调用函数connect()来使用这样的套接字主动和服务器建立连接。而服务器的情况恰恰相反,服务器需要通过套接字接收客户机的连接请求,这就需要一个"被动"套接字。listen()就可将一个尚未连接的主动套接字转换成为这样的"被动"套接字,也就是倾听套接字。在执行了listen()函数之后,服务器的TCP就由CLOSED变成 LISTEN状态了。
    另外listen()可以设置连接请求队列的最大长度。虽然参数backlog的用法非常简单,只是一个简单的整数。但搞清楚请求队列的含义对理解TCP 协议的通信过程建立非常重要。TCP协议为每个倾听套接字实际上维护两个队列,一个是未完成连接队列,这个队列中的成员都是未完成3次握手的连接;另一个是完成连接队列,这个队列中的成员都是虽然已经完成了3次握手,但是还未被服务器调用accept()接收的连接。参数backlog实际上指定的是这个倾听套接字完成连接队列的最大长度。在本例中我们是这样用的:listen(sockfd,5);表示完成连接队列的最大长度为5。

    接收连接

    接下来我们在主程序中看到通过名为daemonize()的自定义函数创建一个守护进程,关于这个daemonize()以及守护进程的相关概念,我们等一会儿再做详细介绍。然后服务器程序进入一个无条件循环,用于监听接收客户机的连接请求。在此过程中如果有客户机调用connect()请求连接,那么函数accept()可以从倾听套接字的完成连接队列中接受一个连接请求。如果完成连接队列为空,这个进程就睡眠。accept()的详细描述为:
    -----------------------------------------------------------------
    #include <sys/socket.h>
    int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, int *addrlen);
    -----------------------------------------------------------------
    参数sockfd是我们转换成功的倾听套接字描述符;参数addr是一个指向套接字地址结构的指针,参数addrlen为一个整型指针。当函数成功执行时,返回3个结果,函数返回一个新的套接字描述符,服务器可以通过这个新的套接字描述符和客户机进行通信。参数addr所指向的套接字地址结构中将存放客户机的相关信息,addrlen指针将描述前述套接字地址结构的长度。在通常情况下服务器对这些信息不是很感兴趣,因此我们经常可以看到一些源代码中将 accept()函数的后两个参数都设置为NULL。不过在这段proxy源代码中需要用到有关的客户机信息,因此我们看到通过执行
    newsockfd = accept(sockfd, (struct sockaddr_in *) &cliaddr, &clilen);
    将客户机的详细信息存放在地址结构cliaddr中。而proxy就通过套接字newsockfd与客户机进行通信。值得注意的是这个返回的套接字描述符与我们转换的倾听套接字是不同的。在一段服务器程序中,可以始终只用一个倾听套接字来接收多个客户机的连接请求;而如果我们要和客户机建立一个实际的连接的话,对每一个请求我们都需要调用accept()返回一个新的套接字。当服务器处理完毕客户机的请求后,一定要将相应的套接字关闭;如果整个服务器程序将要结束,那么一定要将倾听套接字关闭。
    如果accept()函数执行失败,则返回"-1",如果accept()函数阻塞等待客户机调用connect()建立连接,进程在此时恰好捕捉到信号,那么函数在返回"-1"的同时将变量errno的值设置为EINTR。这和accept()函数执行失败是有区别的。因此我们在代码中可以看到这样的语句:
    -----------------------------------------------------------------
    if (newsockfd < 0 && errno == EINTR)
    continue;
    /* a signal might interrupt our accept() call */
    else if (newsockfd < 0)
    /* something quite amiss -- kill the server */
    errorout("failed to accept connection");

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  • 而用ctrl+鼠标滚轮只能放大或是缩小行间距,对文字没有什么变化。 解决办法如下: 1.打开文档结构图(点击视图,勾选文档结构图) 文档结构图如下图所示 2.点击开始菜单上的样式后面的斜下箭头 ...

    更换操作系统后,发现发现文档结构图显示的文字变得非常的小了;而用ctrl+鼠标滚轮只能放大或是缩小行间距,对文字没有什么变化。



    解决办法如下:

    1.打开文档结构图(点击视图,勾选文档结构图)

    文档结构图如下图所示

    2.点击开始菜单上的样式后面的斜下箭头

    3.如果下图中,没有文档结构图,点击选项,将选项中的”所有样式“即可。

     

    4.点击文档结构图后面的下拉菜单


    5.点击修改

    6.然后在如下页面修改字体大小


    最后效果如下图所示。






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  • 结构化数据、半结构化数据和非结构化数据

    万次阅读 多人点赞 2017-02-04 18:23:03
    结构化数据、半结构化数据和非结构化数据结构化数据结构化的数据是指可以使用关系型数据库表示和存储,表现为二维形式的数据。一般特点是:数据行为单位,一行数据表示一个实体的信息,每一行数据的属性是相同的。...

    结构化数据、半结构化数据和非结构化数据

    结构化数据

    结构化的数据是指可以使用关系型数据库表示和存储,表现为二维形式的数据。一般特点是:数据以行为单位,一行数据表示一个实体的信息,每一行数据的属性是相同的。举一个例子:

    id		name	age		gender
    1		lyh		12		male
    2		liangyh	13		female
    3		liang	18		male
    

    所以,结构化的数据的存储和排列是很有规律的,这对查询和修改等操作很有帮助。但是,显然,它的扩展性不好(比如,我希望增加一个字段,怎么办?)。

    半结构化数据

    半结构化数据是结构化数据的一种形式,它并不符合关系型数据库或其他数据表的形式关联起来的数据模型结构,但包含相关标记,用来分隔语义元素以及对记录和字段进行分层。因此,它也被称为自描述的结构。

    半结构化数据,属于同一类实体可以有不同的属性,即使他们被组合在一起,这些属性的顺序并不重要。

    常见的半结构数据有XML和JSON,对于对于两个XML文件,第一个可能有

    <person>
    	<name>A</name>
    	<age>13</age>
      	<gender>female</gender>
    </person>
    

    第二个可能为:

    <person>
    	<name>B</name>
    	<gender>male</gender>
    </person>
    

    从上面的例子中,属性的顺序是不重要的,不同的半结构化数据的属性的个数是不一定一样的。有些人说半结构化数据是以树或者图的数据结构存储的数据,怎么理解呢?上面的例子中,<person>标签是树的根节点,<name><gender>标签是子节点。通过这样的数据格式,可以自由地表达很多有用的信息,包括自我描述信息(元数据)。所以,半结构化数据的扩展性是很好的。

    非结构化数据

    顾名思义,就是没有固定结构的数据。各种文档、图片、视频/音频等都属于非结构化数据。对于这类数据,我们一般直接整体进行存储,而且一般存储为二进制的数据格式。

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  • 视图---> 文档结构图 ---> 左侧
  • 套接究竟是什么

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    书上说的端口是数据结构和I/O缓存区”是指硬件端口,网络编程里的端口可以理解为应用程序的ID。 说得形象点,套接就类似我们人类的门 我们打开门,通过门外面的人可以进来 我们推开门,里面的人也可以出去 ...
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  • 结构化、半结构化和非结构化数据

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    在实际应用中,我们会遇到各式各样的数据库如nosql非关系数据库(memcached,redis,mangodb),RDBMS关系数据库(oracle,mysql等),还有一些其它的数据库如hbase,在这些数据库中,又会出现结构化数据,非结构化...
  • 刷了 3333 题 算法题 后的一点点经验总结 —— 题不是这么刷的!
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  • 结构化数据与非结构化数据的区别

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    千次阅读 多人点赞 2020-05-19 16:39:12
    二、为什么要学数据结构 1、因为数据结构作为计算机专业的专业基础课程,是计算机考研的必考科目之一,如果打算报考计算机专业的研究生,你必须学好它; 2、数据结构是计算机软考、计算机等级考试等相关考试的必考...
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  • 数据结构知识点汇总

    万次阅读 多人点赞 2018-07-18 15:44:21
    4、栈通常采用的两种存储结构是(线性存储结构和链表存储结构) 5、队列具有(先进先出)的特征,栈具有(后进先出)的特征。 6、链表(插入和删除不需要移动元素,但是无法随机访问任一元素) 7、循环链表的主要...
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  • java数据结构和算法(第二版)

    千次下载 热门讨论 2012-11-29 21:12:37
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空空如也

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以字到底是什么结构