作者：解学武

程序员编写的每一个程序，本质上都是对数据进行有效地整合、加工，最终再把处理结果展示给用户。例如，学生信息管理系统是用来管理学生信息的，每一条学生信息都是一个个的数据。

程序运行过程中用到的数据，全部位于计算机的内存中。所有数据在内存中的存储状态，比如是集中存放还是分散存放，需要开发者提前做好规划，而这就属于数据结构的研究范畴。

说白了，数据结构是一门研究如何存储数据的学科。

有读者可能会问，存数据还需要研究吗，少量的数据用变量（对象）存储，大量的数据用数组存储，不就行了吗？too young too simple，答案是否定的，接下来通过一个实例展开讲解。


图 1 是一张道路分布图，记录着 V1、V2、V3 和 V4 之间的道路分布，比如 V1 可以直达 V2 和 V3，V3 可以直达 V4，V4 可以直达 V1。图中的每条路都是单行路，比如 V1 可以直达 V2，但 V2 无法到达 V1。

试想一下，如果编写一个道路管理系统，如何将图 1 中的道路信息存储到内存中呢？首先，要想将图 1 存储到内存中，我们需要存储的内容包括：

1. 4 个地点：V1、V2、V3 和 V4；
2. 道路信息：V1->V2、V1->V3、V3->V4、V4->V1。

将以上两份数据都存储到内存中，就成功的将图 1 存储到了内存里。

如果读者尚未学习数据结构，很可能想不出可行的存储方案。反之如果学过数据结构，这个问题很容易解决，因为数据结构中专门讨论了图 1 这类数据的存储方案，将这类存储方案统称为“图”。

例如，下图是数据结构中的一种存储方案，叫做邻接表，它是图的存储方案之一：


图 2 中，左侧是一个数组，用于存储 4 个地点；每一行是一个链表，用来存储地点之间的道路信息。如下图所示：


数组下标 0 的位置存储的是 V1，后续箭头指向的 2 也是数组下标，由此找到了 V3，说明 V1 能直达 V3；同理，通过后续箭头指向的数组下标 1，说明 V1 能直达 V2。

类似图 3 这种稍复杂的存储方案，除非系统地学习数据结构，否则是不容易想到的。

学习数据结构，就是学习各种数据的存储方案。对于同一份数据，存储方案通常有很多种，选择好的存储方案，后续编码过程中可以更高效地使用内存中的数据，为后续编码提供便利，大幅提高开发效率。

数据结构要学哪些知识?

数据结构里囊括了各种数据的存储方案，并将它们进行了分门别类，分别是线性表、栈和队列、串、数组和广义表、树、图、查找表。

这里给读者分享一张我精心整理的思维导图，图中罗列了数据结构几乎所有的知识点（猛击这里查看超清大图）：


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