在数据结构的学习中,哈希表是一种非常重要和实用的结构。哈希表通过哈希函数将键映射到对应的值,提供了快速查找、插入和删除操作,一般情况下能达到O(1)的时间复杂度。Python中的内置数据结构dict就是一种哈希表的实现。 本讲目标 在本讲中,我们将: 1. 理解哈希表的基本概念。 2. 学习如何在Python中实现一个简单的哈希表。 3. 探讨哈希..
在第16讲中,我们将探讨如何在Python中实现和操作有向图(Directed Graph)。有向图是一种特殊的图结构,其中的边具有方向性,即每条边由一个起始顶点指向一个终止顶点。这种数据结构在许多实际应用中都非常重要,例如表示网络流、任务调度和网页链接分析等。 有向图的表示 在Python中,有向图可以使用多种方式表示。常见的方法包括邻接列..
在第15讲中,我们将探讨数据结构中的一个有趣概念:完全图。在图论中,完全图是每一对不同的顶点都通过一条边相连的简单无向图。完全图是一个非常重要的图类型,因为它们在很多算法分析中被用于最坏情况分析。 1. 完全图的性质 节点数和边数:对于包含 n 个结点的完全图,边的总数是 n * (n - 1) / 2。 连通性:完全图是最具连通性的图(对于..
在数据结构和图论中,图的表示方法之一是邻接矩阵。邻接矩阵是一种简洁而强大的方式来表示图。每个元素 adj[i][j] 在矩阵中都表示了节点 i 和节点 j 之间的连接关系。本文是“数据结构编程实践:Python版”系列的第14讲,我们将详细讨论如何使用Python实现邻接矩阵。 什么是邻接矩阵? 邻接矩阵是一个二维数组,用于表示有限图。在这个矩阵中..
在第13讲中,我们将探讨一种非常重要的数据结构:图(Graph)。图形数据结构在很多领域中非常有用,包括社交网络分析、最短路径算法、网络流分析等等。在这一讲中,我们将用Python来实现和理解基本的图数据结构。 图的基本概念 一个图是由节点(或顶点)和连接它们的边组成的。图可以是有向的或无向的,也可以是带权重的。以下是一些基本概念..
第12讲:树状数组(Binary Indexed Tree)基础与应用 树状数组,又称为二叉索引树(Fenwick Tree),是一种用于高效处理数组前缀和与修改操作的数据结构。与线段树类似,树状数组的目标是在支持数组更新的同时,实现快速的前缀和查询。树状数组的时间复杂度通常为 O(log n),这在很多应用中具有很高的效率。 1. 树状数组的基本概念 树状..
在第11讲中,我们将深入探讨一种非常实用且高效的数据结构——线段树(Segment Tree)。线段树是一种平衡的二叉树数据结构,适合用于处理数组元素的动态和静态区间查询问题,如区间求和、区间最小值等。线段树最常见的应用场景是在频繁请求区间查询和更新的情况下,由于其结构的特殊性,线段树可以在 O(log n) 的时间复杂度内完成查询和更新操..
数据结构编程实践:Python版系列第10讲——B+树 欢迎来到数据结构编程实践系列的第十讲。在本次课程中,我们将深入探讨一种重要的数据库索引结构——B+树。B+树在文件系统和数据库中得到了广泛应用,其扇出较大、高效的范围查询特性,使得它在处理大规模数据时表现出色。 什么是B+树? B+树是一种自平衡的树数据结构,和B树相似,但有..
在数据结构和数据库系统中,B树(B-tree)是一种非常重要的多路搜索树,主要用于实现储存和检索数据的高效算法。它是一种自平衡的树结构,广泛用于文件系统和数据库系统中,因其可以在磁盘或者存储设备上进行有效的IO操作。 B树的基本概念 节点的容量:B树的每个节点包含最多m-1个关键字,并且有最多m个子树,其中m是B树的阶(degree)..
红黑树是一种自平衡的二叉搜索树,它确保树的路径从根到叶子的最长的一条不会超过最短的一条的两倍,通过添加颜色属性来约束树的平衡性。下面是红黑树的一些基本性质和Python实现示例,以帮助你理解红黑树的工作方式。 红黑树性质 每个节点是红色或黑色。 根节点是黑色。 每个叶子节点(NIL节点,空节点)是黑色。 如果一个节点是红色,则..
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