数据结构是什么？

说到数据结构，学过的同学一定知道：数组、链表、栈、队列、树、图。
但为什么要有这些数据结构，他们是用来解决什么问题呢？各数据结构只间有什么关联吗？数据结构有优劣之分吗？这是我在大学学习的时候所没有思考过的问题。

因此我带着这些问题进行了思考，有了这篇文章，希望用通俗易懂的语言来表述，希望能够给你带来一些帮助。

为什么要有数据结构，他们是用来解决什么问题呢？

在计算机的世界里，盘古开天劈地时，“数据”是他们的公民，“数据”都是以 0 和 1 进行组合表示的，在一个村子里，从村头安排住处，一个接一个的住在一起。当生活了一段时间后，发现了几个问题：找“数据”、搬走/搬入比较麻烦。

• 找“数据”：想在村子里找某个“数据”，但一头雾水，不知道从何找起
• 搬走/搬入：当某个“数据”搬走不住了，需要把他家空出来，空出来的地方怎么处理呢？有人要搬进来，把他安排到哪里呢？

要解决上面的问题，就有了 数组、链表、树 等解决方法。

数组的解决方法

找“数据”
数组的找“数据”方式要求，每家每户必须连续，即一家挨着一家，且每家占地面积一致，这样上一家到下一家的距离一致（我们这里用步数来表示距离）。因此人员簿上就记录第一家的位置。

现在我们开始找“数据”，假设这个村子有 10 户人家，每家需要走 10 步路。我们要找“C数据”。

第一次寻找（对应遍历查找想要数据）：我们就从村头，挨家挨户的去找，找到第 3 户找到了“C数据”，我们就不继续往下找了。因此我们知道了“C数据”住在第 3 户。

第二次寻找时，我们就不需要再挨家挨户去找了，二是直接通过 (3 - 1) * 10 步 = 20步，就可以直接从村头走 20 步 找到“C数据”了。

搬走/搬入
数组处理搬走的情况时，是强迫要求搬走的那一户后面所有的人，都依次往前搬一户，来保证连续性。而搬入则是要求，从搬入“数据”想住到位置开始，“数据”都往后挪一户给新来的让位置。所以数据的解决方案适合村里的“数据”都比较好讲话，脾气比较好，且不会来回搬迁，不然谁也受不了来回搬迁啊。

所以最后我们发现，数组的方式比较擅长找“数据”，而不擅长搬走/搬入。

链表的解决方法

找“数据”
链表的找“数据”方式，不要求每家每户住在一起，也不要求每家占地面积一样大，那他是怎么找“数据”的呢？

链表要求，每户人都要记住，从自己家到另一家的路线。所以每家都要有个记录下家路线的簿子。因为这种方式像一个链条一样一环接一环，所以称为链表，十分的形象。这个链可以是一条直线（每家都记自己邻居的路线），也可以是扭曲的线（每家记录的不是自己邻居的路线）。

因为这种方式，每次找人的方式都一样，都要从村头第一家开始找（循环遍历），根据路线一家一家找，直到找到为止。

搬走/搬入
链表处理搬走/搬入的方式非常有意思且高效。
当有“数据”搬入时，找一块空地盖房子就行了，假设一个村子的链表为：a -> d -> b -> c ...，新来的f想夹在 d 和 b 之间，那么只需要：把 d 家里的薄子给 f，然后 d 在写一个新薄子记录 f 家的地址就可以了。

当有“数据”搬走时，假设一个村子的链表为：a -> d -> f -> b ...，f 要搬走，首先需要通过链表找到 d，发现他的下家是 f，然后把 f 的薄子拿过来，然后把自己家的薄子扔掉就好了

以上我们发现，链表的方式不擅长找“数据”，但比较擅长处理搬走/搬入事宜。

树的解决方法

树的解决方法和链表很像这里就留给读者自己思考一下吧。

各数据结构只间有什么关联，有优劣之分吗？

经过上面的讲述，我们发现，数据结构就是为了方便找数据和处理数据搬走/搬入的解决方案。
数据结构的发展有一个发展路线，数组是一种较早出现的数据结构。数组的概念在数学和计算机科学中都很早就存在，并且在早期的计算机编程中就被广泛使用。后来人们应该是发现数组的缺点，然后发明出了链表的概念。
但目前来说没有一种十分完美的数据结构来解决查找、搬走、搬入的问题。他们之间也没有优劣之分，要结合不同“村子”的情况来选择最适合的解决方法（数据结构）。
希望在以后能发明出一个完美的数据结构，这样我们就不用再学这么多数据结了...