為什么要學數據結構？
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一、前言
在可視化化程序設計的今天，借助于集成開發環境可以很快地生成程序，程序設計不再是計算機專業人員的專利。很多人認為，只要掌握幾種開發工具就可以成為編程高手，其實，這是一種誤解。要想成為一個專業的開發人員，至少需要以下三個條件：
1) 能夠熟練地選擇和設計各種數據結構和算法
2) 至少要能夠熟練地掌握一門程序設計語言
3) 熟知所涉及的相關應用領域的知識
其中，后兩個條件比較容易實現，而第一個條件則需要花相當的時間和精力才能夠達到，它是區分一個程序設計人員水平高低的一個 重要標志，數據結構 貫穿程序設計的始終 ，缺乏數據結構和算法的深厚功底，很難設計出高水平的具有專業水準的應用程序。曾經有一本經典計算機專業書籍叫做《數據結構+算法=程序》，也說明了數據結構和算法的重要性。
二、為什么要學數據結構
- 數據結構是所有計算機專業的同學必學的一門課程
- 數據結構研究的是數據如何在計算機中進行組織和存儲，使得我們可以高效的獲取數據或者修改數據
計算機專業的學生都開設過數據結構課程，它是計算機學科知識結構的核心和技術體系的基石。數據結構作為計算機專業的專業基礎課程，是計算機 考研 的 必考 科目之一，如果有打算報考計算機專業的研究生，這門數據結構你是必須要學好它的，同時，工作以后的同學，會有想去報考計算機 軟考 、計算機 等級考試 的，數據結構也是必考的內容之一，科學技術在飛速發展，但是作為基石的科學技術沒有動搖，由于近年來算法工程師的高薪火爆，使得數據結構的重視程序空前高漲，總而言之，既然我們已經與計算機接軌就必須 掌握 好它。
三、數據結構無處不在
不管你是IT開發，還是其他崗位的工作人員，或者是游戲愛好者，只要你用過電腦，那么你就接觸過數據結構，下面我們就來講一講，數據結構究竟是如何 無處不在 的。
3.1 數據庫
不管你是從事IT工作的，還是準備從事IT開發的，數據庫一定是了解的，我們知道，數據庫查詢是數據庫的最主要功能之一。我們都希望查詢數據的速度能盡可能的快，因此數據庫系統的設計者會從查詢算法的角度進行優化。最基本的查詢算法當然是順序查找(linearsearch)，這種復雜度為 O(n)的算法在數據量很大時顯然是糟糕的，好在計算機科學的發展提供了很多更優秀的查找算法，例如 二分查找(binary search)、二叉樹查找(binary tree search)等。如果稍微分析一下會發現，每種查找算法都只能應用于特定的數據結構之上，但是數據本身的組織結構不可能完全滿足各種數據結構，所以，在數據之外，數據庫系統還維護著滿足特定查找算法的數據結構，這些數據結構以某種方式引用(指向)數據，這樣就可以在這些數據結構上實現高級查找算法。這種數據結構，就是 索引 ，索引是一種幫助MySQL高效獲取數據的 排好序 的 數據結構，其中MySQL使用的數據結構為B+Tree。
3.2 操作系統
相信現在的我們常用的操作系統大家一定都知道吧，例如：比爾蓋茨大叔成立的微軟的 Windows操作系統，大神喬布斯蘋果的 MacOS，Java開發常用的 Linux系統，由林納斯·本納第克特·托瓦茲開發(百度來的)，還有redhat、Solaris、SunCobalt等等，都有使用到數據結構中的，系統棧以及優先隊列：堆
3.3 文件壓縮
比如：RAR壓縮軟件、PNG圖片、MAP3文件等等，都會使用數據結構，對數據進行壓縮(很怕打成了亞索，心虛)，而使用壓縮的算法是一種樹結構叫 哈夫曼樹 。
3.4 游戲
1) 數組：需處理的元素個數確定并且需使用下標時可以考慮，不過建議用泛型List 優點：數組在內存中是連續存儲的，索引和修改的速度都非常快 缺點：插入和刪除很慢，長度開辟過長易造成內存浪費，長度開辟過短易造成內存越界
2) List：List是泛型的，即List，需處理的元素個數可以不確定，不存在裝箱與拆箱，建議多用;而ArrayList：ArrayList list1 = new ArrayList(); ArrayList的元素屬于 object 類型存在裝箱與拆箱，很損耗性能。,List的底層數據結構就是數組。
- List<string> list = new List<string>();
- //新增數據
- list.Add(“abc”);
- //修改數據
- list[0] = “def”;
- //移除數據
- list.RemoveAt(0);
- //錯誤操作，因為數據的類型不是string
- list.add(123);
3) 鏈表：常用來維護、管理那些需要頻繁產生、消除的游戲對象，比如：消除類游戲中需要消除的對象。
4) HashMap：底層是哈希表，是鍵值對容器，用于處理key/value鍵值對;底層使用的是數組+鏈表的結構：Map
6) 圖：A*尋路算法、DFS、BFS
游戲也是采用了大量的算法，都需要以數據結構為基石，就最簡單的功能尋路，鼠標從A點到B點，這個角色就需要尋找一條從A點到B點的路，這條路還需要繞過所有的障礙物，甚至還需要找出最短的路徑，這就是最經典的 圖論算法，在圖論算法中就使用了大量的數據結構。
四、數據結構類型
在計算機領域有一句名言 數據結構+算法=程序，而數據結構本身就是算法的基石，在近乎任何一本算法教材，都花了大量的時間講解數據結構，學好數據結構和算法可以讓我們在計算機這條道路上走的更遠。如果數據結構是因為它無處不在，學好數據結構是使我們快速成長的墊腳石。
在接下面的幾篇文章中，我會為大家更新數據結構中：數組、棧、隊列、鏈表、二分搜索樹、堆、線段樹、Trie、并查集、紅黑樹以及哈希表等等...的詳細講解，感興趣的同學記得關注我，我是牧小農，我喂自己帶鹽。
