在编程过程中，通常会遇到的一个问题就是，性能瓶颈。很多时候考虑的都是怎么去做横向扩展，但偏偏忽略掉了最基本的问题就是系统是否真的已经达到了瓶颈？
性能瓶颈通常的表象是资源消耗过多外部处理系统的性能不足；或者资源消耗不多但程序的响应速度却仍达不到要求。
而调优的方式就是 寻找过度消耗资源的代码 和 寻找未充分使用资源但程序执行慢的原因和代码。很多人觉得基本的数据结构及操作已经在高级语言中封装,都可以直接调用库函数，那么到底有没有必要好好学习数据结构？
所谓算法是指在有限步骤内求解某类问题所使用的一组定义明确的规则。算法重在用一个统一的方法有步骤地解决一类问题，但它不是唯一的，一个好的算法应该用较少的便于实现的步骤去有效的解决问题。
一、 数据结构简介
1 什么是数据结构
简单地说，数据结构是以某种特定的布局方式存储数据的容器。这种“布局方式”决定了 数据结构对于某些操作是高效的，而对于其他操作则是低效的。所以我们需要理解各种数据 结构，才能在处理实际问题时选取最合适的数据结构。 数据结构=逻辑结构+物理结构（顺序、链式、索引、散列） 逻辑结构：数据元素间抽象化的相互关系 物理结构：（存储结构），在计算机存储器中的存储形式
2 数据结构逻辑分类
数据结构从逻辑上划分为三种基本类型：
2.1线性结构
数据结构中的元素存在一对一的相互关系；
常见的线性结构： 线性表，栈，队列，串(一维数组)等。
2.2树形结构
数据结构中的元素存在一对多的相互关系；
常见树形结构： 二叉树，红黑树，B 树，哈夫曼树等。
2.3图形结构
数据结构中的元素存在多对多的相互关系；
常见图形结构： 有向图，无向图，简单图等。
二、 线性结构
1 栈结构
1.1栈的定义
栈是一种只能从一端存取数据且遵循 "后进先出(LIFO)" 原则的线性存储结构。
1.2实现栈容器
1.2.1 创建栈容器类
2 链表结构
2.1链表结构的定义
2.1.1 什么是链表
链表结构是由许多节点构成的，每个节点都包含两部分：
数据部分：保存该节点的实际数据。
地址部分：保存的是上一个或下一个节点的地址。
2.1.2 链表分类
单向链表
双向链表
双向循环链表
2.1.3 链表的特点
结点在存储器中的位置是任意的，即逻辑上相邻的数据元素在物理上不一定相邻。
访问时只能通过头或者尾指针进入链表，并通过每个结点的指针域向后或向前扫描 其余结点，所以寻找第一个结点和最后一个结点所花费的时间不等。 链表的优缺点：
优点：数据元素的个数可以自由扩充 、插入、删除等操作不必移动数据，只需修 改链接指针，修改效率较高。
缺点：必须采用顺序存取，即存取数据元素时，只能按链表的顺序进行访问，访问 节点效率较低。
2.2单向链表结构
2.2.1 单向链表定义
单向链表（单链表）是链表的一种，其特点是链表的链接方向是单向的，对链表的访问 要通过从头部开始顺序读取。
2.3双向链表结构
2.3.1 双向链表定义
双向链表也叫双链表，是链表的一种，它的每个数据结点中都有两个指针，分别指向直 接前驱和直接后继
2.3.2 实现双向链表
2.3.2.1 创建双向链表类
三、 树形结构
1 树形结构简介
树结构是一种非线性存储结构，存储的是具有“一对多”关系的数据元素的集合
2 树的相关术语
2.1结点(Node) 使用树结构存储的每一个数据元素都被称为“结点”。
2.2结点的度(Degree of Node) 某个结点所拥有的子树的个数。
2.3树的深度(Degree of Tree) 树中结点的最大层次数。
2.4叶子结点(Leaf Node) 度为 0 的结点，也叫终端结点。
2.5分支结点(Branch Node) 度不为 0 的结点，也叫非终端结点或内部结点。
2.6孩子(Child) 也可称之为子树或者子结点，表示当前结点下层的直接结点。
2.7双亲(Parent) 也可称之为父结点，表示当前结点的直接上层结点。
2.8根节点(Root Node) 没有双亲结点的结点。在一个树形结构中只有一个根节点。 2.9祖先(Ancestor) 从当前结点上层的所有结点。
2.10子孙(Descendant) 当前结点下层的所有结点。
2.11兄弟(Brother) 同一双亲的孩子。
3 二叉树简介
二叉树（Binary Tree）是树形结构的一个重要类型。许多实际问题抽象出来的数据结构 往往是二叉树形式，即使是一般的树也能简单地转换为二叉树，而且二叉树的存储结构及其 算法都较为简单，因此二叉树显得特别重要。二叉树特点是每个结点最多只能有两棵子树， 且有左右之分。
3.1二叉树分类
3.1.1 满二叉树 满二叉树指除最后一层外，每一层上的所有节点都有两个子节点。
3.1.2 完全二叉树
完全二叉树，除最后一层可能不满以外，其他各层都达到该层节点的最大数，最后一层 如果不满，该层所有节点都全部靠左排。
3.2二叉树遍历
二叉树遍历的方式：
前序遍历：根-左-右
中序遍历：左-根-右
后序遍历：左-右-根
层序遍历：从上至下逐层遍历
3.2.1 前序遍历
前序遍历顺序：根-左-右
3.2.2 中序遍历
中序遍历顺序：左-根-右
3.2.3 后序遍历
后序遍历顺序：左-右-根
3.2.4 层序遍历
层序遍历顺序： 从根节点出发，依次访问左右孩子结点，再从左右孩子出发，依次它们的孩子结点，直 到节点访问完毕。
3.3二叉树排序
3.3.1 二叉树排序分析
利用二叉树结构以及遍历方式可以实现基于二叉树的元素排序处理。
3.3.2 二叉树排序实现
3.3.2.1 创建二叉树排序器类
4 自定义树形结构容器
4.1树形结构定义
能够找到当前结点的父结点
能够找到当前结点的子结点
能够找到当前结点的兄弟结点
能够找到当前结点的祖先结点
能够找到当前结点的子孙节点
