数据结构

一、导言 《大话数据结构》作为数据结构领域的入门经典著作，以 “趣味化”“通俗化” 的内容呈现方式著称。作者程杰突破传统学术教材的严谨性写作范式，通过具象化生活场景构建专业理论映射关系。例如，采用 “排队购票” 模型阐释线性表的顺序存储特性，借助 “家族谱系” 概念解析树形结构的层级关系，显著降低了学科知识的理解门槛。书中辅以可视化图表、生动化语言表达及完整代码示例，有助于初学者快速构建数据结构的基础理论框架。然而，过度口语化的表述削弱了学术论述的严谨性，在算法前沿研究成果与高阶理论体系构建方面存在不足，建议作为入门启蒙教材使用，并配合专业学术著作进行后续深化学习。 二、各部分学习笔记与评价 （一）基础概念与逻辑结构 学习笔记本书系统梳理了数据结构的基础理论体系，明确界定了数据、数据元素、数据对象等核心概念，并着重阐释了逻辑结构（集合结构、线性结构、树形结构、图形结构）与物理结构（顺序存储结构、链式存储结构）的理论分野与实践关联。通过对比数组（顺序存储）和链表（链式存储）在数据插入、删除操作中的性能差异，直观展现了物理存储结构对算法执行效率的影响机制。同时引入...

导言 在 C 语言程序设计的庞大体系中，数据结构作为算法实现的根基，其设计与选择直接决定了软件系统的时间复杂度和空间复杂度。红黑树作为自平衡二叉搜索树中的经典代表，凭借独特的结构特性与精妙的算法机制，在动态数据集合的高效管理领域占据着举足轻重的地位。然而，在与同行朋友的交流中，我发现大家对红黑树往往存在畏惧心理，甚至谈之色变。诚然，红黑树规则之复杂、调整逻辑之精妙，确实让人望而生畏，但拨开层层迷雾就会发现，它本质上不过是为了让计算简便而精心设计的工具。 这种畏惧感并非空穴来风。红黑树的五条规则看似简单，实则暗藏玄机；插入删除时的旋转与染色操作，组合出多种复杂场景，让不少开发者在学习时如坠云里雾里。但如果我们转换视角，从它诞生的背景和目标出发，就能理解它的设计逻辑 ——...

计算机组成学习计算机系统概论数据的表示和运算系统总线概念指令系统概述CPU的功能和基本结构总线概述I/O系统基本概念计算机组成计算机系统概论数据的表示和运算系统总线概念指令系统概述CPU的功能和基本结构总线概述I/O系统基本概念

数据结构学习绪论线性表栈、队列、数组串树与二叉树图查找排序数据结构大话数据结构绪论线性表栈、队列、数组串树与二叉树图查找排序

引言二叉搜索树（Binary Search Tree, BST）是一种经典的动态数据结构，因其高效的查找、插入和删除操作（平均时间复杂度O(logn)），广泛应用于数据库索引、缓存系统、排序算法等领域。本文将基于C语言实现一个完整的BST，详细解析其核心原理、关键操作及三种遍历方式，并通过测试用例验证功能正确性。 一、BST基础概念：定义与核心性质1.1 BST的定义二叉搜索树（BST）是一种特殊的二叉树，满足以下性质： 左子树性质：对于任意节点，其左子树中所有节点的键值均小于该节点的键值。 右子树性质：对于任意节点，其右子树中所有节点的键值均大于或等于该节点的键值（注：部分定义要求严格大于，本文采用“大于等于”以支持重复值处理）。 递归结构：左子树和右子树本身也是BST。 1.2...

引言在C语言的学习过程中，文件操作是一个绕不开的核心技能。无论是保存用户数据、记录日志，还是实现小型系统，“如何将数据持久化到本地”都是必须解决的问题。今天，基于之前写的轻量级图书管理系统，通过文件流复现，带你深入理解C语言文件流的核心概念（如文件指针、文本/二进制模式、文件读写逻辑），并展示如何用文件流替代内存存储，解决小型系统的实际需求。 一、为什么选择文件流？——对比内存存储的局限性在开发小型系统时，我们可能会先用数组或链表在内存中存储数据。但内存存储存在两个致命问题： 临时性：程序退出后，内存数据会被操作系统回收，无法长期保存。 容量限制：内存大小有限（如32位系统约4GB），无法处理大规模数据。 而文件流（File...

引言哈希表（Hash Map）是一种高效的数据结构，通过哈希函数将键映射到数组索引，实现O(1)时间复杂度的插入、查询和删除操作。但传统静态哈希表（固定容量数组）存在空间浪费（数据少时数组空置）和冲突频发（数据多时哈希碰撞概率激增）的痛点。本文将基于C语言，手把手实现一个动态哈希表，通过「动态数组+链表」的组合方案解决这些问题，并深入解析核心设计与实现细节。 一、设计背景：为什么选择「动态数组+链表」？1.1 传统静态哈希表的痛点传统哈希表通常使用固定大小的数组存储键值对，通过哈希函数计算索引。但这种设计存在两大缺陷： 空间浪费：若初始容量过大，数据稀疏时大量数组空间闲置；若初始容量过小，数据增多时频繁扩容（需重新哈希所有数据），效率低下。 冲突频发：当数据量超过数组容量时，哈希碰撞概率激增，链表法（拉链法）虽能解决冲突，但链表过长会导致查询时间退化为O(n)。 1.2...

引言在C语言中，文件操作是处理数据存储与传输的核心能力。无论是文本文件还是二进制文件（如图片、视频），复制操作都是最常见的需求。但不同场景下，选择不同的复制方式会直接影响程序的性能与数据完整性。本文将结合三种经典复制实现（字符复制、按行复制、二进制复制），深入解析文件流的核心机制，并给出实战优化建议。 一、文件流基础：文本模式vs二进制模式1.1 文件打开模式的选择C语言中，fopen函数的第二个参数（模式）决定了文件的读写方式。最常用的模式有： 文本模式（"r"/"w"/"a"）：以字符形式读写，自动处理换行符转换（如Windows的\r 转Unix的 ）。 二进制模式（"rb"/"wb"/"ab"）：以字节形式直接读写，不进行任何转换。 1.2...

引言在C语言的标准库中，没有像C++ unordered_map或Java HashMap这样现成的哈希表容器。当我们需要在C中实现高效的键值对存储时，手动实现一个哈希表是绕不开的选择。本文将以我近期实现的轻量级哈希表为例，从数据结构设计、核心逻辑解析到内存管理，带您深入理解哈希表的底层原理，并结合实际测试用例验证其正确性。 一、为什么需要自己实现哈希表？在开始代码解析前，先聊聊为什么选择手动实现哈希表： 场景适配：标准库未提供通用哈希表（C++的unordered_map依赖模板，无法直接用于纯C项目）。 性能可控：手动实现可以针对具体场景优化（如自定义哈希函数、内存分配策略）。 学习价值：理解哈希表的核心原理（哈希冲突、负载因子、动态扩容），是进阶C语言开发的必经之路。 本文的哈希表实现定位为轻量级字符串键值对存储，适用于配置管理、缓存系统等需要快速查找的场景。 二、数据结构设计：从抽象到具体2.1...

引言排序算法是计算机科学中最基础且重要的算法之一，广泛应用于数据库查询、日志处理、数据统计等场景。理解不同排序算法的核心思想、时间复杂度及适用场景，不仅能帮助我们写出更高效的代码，还能在实际工程中根据需求选择最优方案。 本文将以C语言实现为切入点，深入解析插入排序、希尔排序、归并排序、快速排序（双向优化）、堆排序五大经典算法，结合代码逐行分析其底层逻辑，并通过测试用例验证正确性。文末附完整可运行源码。 一、插入排序：从“摸牌”到有序1.1 算法思想插入排序的核心思想是将未排序元素逐个插入到已排序序列的正确位置，类似于整理扑克牌的过程：初始时左手为空（已排序序列），每次从桌面（未排序序列）取一张牌，插入左手已有牌中的正确位置。 1.2 代码实现与解析插入排序代码如下（已修正注释格式）： 123456789101112131415void insertion_sort(int arr[], int len) { for (int i = 1; i < len; i++) { // 从第2个元素开始（索引1） if...

一、简介本文档详细解析一段C语言单链表操作的代码，涵盖头插法插入节点、尾插法插入节点、修改头节点值和打印链表四大核心功能。重点讲解二级指针在链表操作中的作用，帮助理解动态内存管理与指针操作的核心逻辑。 二、前置知识：二级指针的本质2.1 什么是二级指针？ 一级指针（Node *head）：存储某个节点的内存地址（指向节点）。 二级指针（Node **head）：存储一级指针的内存地址（指向“指向节点的指针”）。 2.2 为什么链表操作需要二级指针？在C语言中，函数参数传递是值传递。若链表头指针（head）通过一级指针传递，函数内部对head的修改（如让它指向新节点）只会影响函数的局部副本，外部头指针不会改变。 示例对比： 错误写法（一级指针）： 12345void insert_head(Node *head, ElementType new_val) { Node *new_node = calloc(1, sizeof(Node)); new_node->next = head; head = new_node; //...

引言：为什么需要动态数组？在C语言中，静态数组的大小在编译时确定，无法根据运行时需求动态调整。当数据量不确定或需要频繁插入/删除元素时，静态数组会暴露出明显缺陷：要么浪费内存（声明过大），要么溢出（声明过小）。动态数组（Vector）通过堆内存分配和自动扩容机制，完美解决了这一问题。它支持灵活的元素插入、删除，且内存使用更高效，是实现栈、队列等高级数据结构的基础。 核心结构：Vector的设计哲学结构体定义：封装底层细节代码中的Vector结构体通过三个字段封装了动态数组的核心状态： 12345typedef struct { ElemType *table; // 指向堆空间的数组（存储实际元素） int size; // 当前元素个数（逻辑长度） int capacity; // 数组的最大容量（物理长度）}...

引言：为什么需要自己写日期工具？在开发日程管理、财务统计或数据分析类应用时，日期处理是绕不开的需求。虽然C标准库提供了相关函数，但实际场景中往往需要更灵活的功能——比如精确计算两个日期的天数差、自定义格式打印月历，或验证用户输入的日期合法性。今天我们就用C语言手写一个全功能日期工具，覆盖从基础判断到复杂交互的全流程，并拆解核心算法原理。 核心功能清单这个日期工具实现了5大核心功能，覆盖日常开发中最常用的日期操作场景： ✅ 计算日期差：精确计算任意两个日期之间的天数间隔； ✅ 查询星期几：输入年月日，快速得到对应的星期名称； ✅ 打印月历：以表格形式展示当月日期与星期的对应关系； ✅ 打印年历：按月份分开展示全年日历； ✅ 输入验证：自动检查日期合法性（如闰年二月是否有29天）。 关键数据与算法：日期计算的底层逻辑基础数据：月份天数与星期映射代码中定义了两个全局常量数组，它们是整个工具的「数据基石」： 1234const int mon[12] = { 31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31 }; //...

刷题项目开源项目学习 2025 6.9 0001.Two-Sum 0001.万年历程序0002.书籍管理程序0003.书籍管理系统基于文件流输入输出acwj 1教程注重实战循序渐进，一步步教你如何用 C 语言写一个可以自己编译自己（自举）、能够在真正的硬件上运行的 C 语言编译器。 db_tutorial 1用 C 从零创建一个简单的数据库 SimpleKerne 1提供了各个阶段完成度不同的内核，可以选择从自己喜欢的地方开始。 TinnySTL 1TinnySTL 是一个轻量级的 C++ STL 实现，它由一系列头文件组成，可以方便地嵌入到你的项目中使用。这个项目涵盖了很多基础的 STL 组件，比如 vector、list、map 等，它们都是在 STL 标准基础上重新实现的，可以帮助你更好地理解 STL 的实现原理，可以用来理解服务器程序的原理和本质。 Webbench 1Webbench...