Nicklaus Wirth, 因为一个著名的公式而获得了图灵奖， 那就是"算法+数据结构=程序"。由此可见数据结构的重要性。本系列旨在探索数据结构的实现与原理，使得人人都懂数据结构，都会设计数据结构。
本篇文章为数据结构系列的开篇， 目的很明确，让大家了解数据结构的概念与组成， 帮大家创建一个系统的数据结构知识体系。让我们从0开始，窥见数据结构。
1.什么是数据结构？
先引入百度百科的定义
数据结构是计算机存储、组织数据的方式。
数据结构是指相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合。
通常情况下，精心选择的数据结构可以带来更高的运行或者存储[效率]。数据结构往往同高效的检索[算法]和[索引]技术有关。
从以上定义来看，数据结构是数据的一种组织形式。我从这个定义提取了两个重要的因素：
数据元素
特定关系
通俗定义，根据个人理解就是，数据结构是若干数据，根据一定的关系组合在一起形成的组织形式。很抽象？我也这么觉得。下面从两个重要的因素谈起：
生活中任何一个事物都可以看作一个数据元素， 而且每个事物都可以随意赋予一个代表数值；当然平时我们以它实际代表的意义作为它的值。如一双鞋， 一个风扇， 一堆沙子，一个世界；我们分别可以把把它的值看作一双（1），也可以看作两只（2）；一台（1），四个扇叶（4）；一堆（1）， 30万颗（300000）；一个（1）， 无穷大（正无穷）。从这个例子来看， 万物皆数字（数据元素），它的值你可以随意想象（角度不同，值自然不同）。
生活中所有的事物都是有关系的，这个关系也可以称之为数据元素的特定关系。还是上面的例子， 一双鞋与单独的两只，一台风扇与四个扇叶， 一堆沙子与沙子颗粒， 一个世界与世界内的一切。 两只鞋得左脚与右脚， 风扇与沙子， 鞋，风扇，沙子与世界。万物皆存在关联（没有任何关系的两个事物之间，也称为一种关系）。
从以上说法来看， 我们的世界可以看成一个巨大的数据结构；世界内的任何元素也可以看成一个数据结构。还是那句话，角度不同。
可能很多人纳闷了，说这些干嘛呢，驴唇不对马嘴的？ 答案是，我在培养你一种数据结构的眼光。就像是Java中的所有实现你都要看成对象（面向对象）， C中的所有实现你都要看成过程（面向过程），不同模块下的同一抽象看成切面（面向切面），数据结构同样如此。只有具备了这种思维，理解起来容易的多，而且你可以根据现实去总结出自己的数据结构；这也是为什么Nicklaus Wirth把所有程序看成是算法+数据结构的组合了。
2.数据结构的关系有什么？
不同的角度下， 数据元素的关系是千千万的；但是总结起来，大抵分为4类：
上图是数据结构的四种关系：集合， 线性关系， 树， 图。 其实是正好囊括生活中的所有关系的，不是么？ 解释起来，分别是
集合： 任意两个元素之间都是独立的，也即没有关系
线性： 元素之间存在1对1的关系（两个元素之间只有唯一的对应关系，如1和2， 2和3等）
树： 元素之间存在1对多的关系（每个父节点对应N个子节点， 如A节点对应B和C两个子节点）
图： 元素之间存在多对多的关系（任何一个顶点都可能对应多个关系，如A对应和另外的节点都存在关系）
其实现实生活中的对应关系也是这样， 从无关系（集合），到有关系（线性），再复杂一点（树）从1-1到了1-N，然后再复杂一点（图）从1-N到了N-N， 这就是最复杂的关系了。当然， 说这些只是为了相对好理解。
3.程序（Java）中的数据结构的关系是什么？
Java是一种面向对象编程， 因此在设计数据结构时，会采用各种接口， 抽象类， 继承等；所以Java中的数据结构是一个复杂的关系网络，借用网上一张关系图来看一下
从上图来看， 数据结构的关系还是很复杂的。大抵分为三层： 1） 公共接口层 2） 数据抽象层 3） 数据结构层
公共接口层
主要包括Iterator, Collection, Map; 分别对应迭代器， 集合， 图。 公共接口层主要作用是定义一系列的公共操作，提供一个执行规范。
Iterator
迭代器，我们可以简单的理解为遍历。 它是一个标准的遍历所有对象的接口。
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boolean hasNext();
E next();
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Collection
集合，我们并不陌生。看上图就知道，它衍生了主要的几种线性结构。 我们使用的List,Set等系列结构都是它的衍生类。
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int size();
boolean isEmpty();
boolean contains(Object o);
Object[] toArray();
boolean add(E e);
boolean remove(Object o);
boolean containsAll(Collection<?> c);
boolean addAll(Collection<? extends E> c);
boolean removeAll(Collection<?> c);
void clear();
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Map
图， 或者称之为表最合适，但是此图非彼图。图是一种基于键值对即Key-Value形式存储的结构，我们经常使用的HashMap即衍生于此。
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int size();
boolean isEmpty();
boolean containsKey(Object key);
boolean containsValue(Object value);
V get(Object key);
V put(K key, V value);
V remove(Object key);
void clear();
...
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Map是一种基于键值对（Key-Value）存储的结构，因此所有操作都是基于键值对操作。我们使用的HashMap, TreeMap， HashSet等都是基于此而来。
List
提供了列表的系列功能， 至于详细的我真不想说了，没有人没用过List是真的，大家都比我熟。它提供的方法与Collection类似，甚至近乎相同。
Set
Set结构有两个重要的特点： 无序性和唯一性。 Set的元素期存入顺序和取出顺序是不一致的，如先后存储ABC，在Set中的元素位置并不一定是ABC,可能是BCA或者其他。 Set的值是唯一的，即Set不允许添加相同值。Set直接继承自Collection, 没有新增方法。
Queue
提供了队列的系列功能，队列是一种先进先出的结构。它提供了以下方法
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boolean add(E e);
boolean offer(E e);
E remove();
E poll();
E element();
E peek();
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队列可能在平时用的很少， 像队列， 栈等结构很多时候可以更方便的解决问题。
结构封装层
实现了公共接口， 对某一类型或某具有相似特征的类型提供基类支持。该层主要包含AbstractMap, AbstractList, AbstractSet等针对底层接口的一些公共的处理，不详细说明。
结构层
这层涉及到具体的数据结构，如List下的ArrayList, LinkedList，Vector; Set下的HashSet, LinkedHashSet,
TreeSet； Map下的HashMap, LinkedHashMap, HashTable, TreeSet等。
《数据结构》系列的目的是理清数据结构的框架 ， 了解不同结构的特征，详细讲解不同的具体数据结构以及核心部分的原理。下面将按线性表， 树， 图的大顺序来讲解数据结构；其中顺序表又包含上图中的部分常用的结构。
目录
线性表
顺序表
List系列
Set系列
Queue系列
Vector系列
Stack
Map系列
链表
单链表
双链表
树
树
二叉树
二叉排序树
完全二叉树
红黑树
..
图
