1. 数组 (Array)

核心概念：就像一排连续的储物柜，每个柜子有编号（索引），放着东西。

• 特点：通过编号（索引）能瞬间找到东西（随机访问快）；但在中间插入 / 删除东西时，后面的柜子都要移动位置（慢）。
• Python 实现：Python 中的 list 列表本质上就是动态数组（自动扩容）。

python

运行

# 1. 创建数组
arr = [10, 20, 30, 40]

# 2. 访问 (通过索引，速度极快 O(1))
print(arr[0])  # 输出: 10

# 3. 修改
arr[1] = 200

# 4. 插入 (在中间插入很慢，因为后面的元素要往后挪 O(n))
arr.insert(2, 25)  # 在索引2处插入25

# 5. 删除
arr.pop(1)  # 删除索引1处的元素

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2. 字符串 (String)

核心概念：就是一串字符，比如 "Hello"。

• 特点：在 Python 中，字符串是不可变的（Immutable）。这意味着你一旦创建了它，就不能直接修改里面的某个字，只能造一个新的。

python

运行

# 1. 创建
s = "Hello World"

# 2. 访问 (和数组一样用索引)
print(s[0])  # 输出: 'H'

# 3. 切片 (截取子串)
print(s[0:5]) # 输出: 'Hello'

# 4. 拼接 (产生新字符串)
s2 = s + "!" 

# 注意：不能直接修改 s[0] = 'h'，这会报错！
# 如果要改，只能重新造一个：
s = "h" + s[1:] 

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3. 链表 (Linked List)

核心概念：像一列火车，每节车厢（节点）装着货物（数据）和一个钩子（指针），钩子勾着下一节车厢。

• 特点：内存不是连续的。插入 / 删除东西很快（只要改一下钩子）；但想找中间某节车厢，必须从车头一节一节往后找（慢）。
• Python 实现：需要自己定义一个 Node 类。

python

运行

# 定义“车厢”类
class Node:
    def __init__(self, data):
        self.data = data  # 装的货物
        self.next = None  # 钩子，默认指向下一个

# 简单的链表操作示例
# 1. 创建车厢
n1 = Node(10)
n2 = Node(20)
n3 = Node(30)

# 2. 把车厢连起来
n1.next = n2
n2.next = n3

# 3. 遍历链表 (必须从头开始走)
current = n1
while current:
    print(current.data)
    current = current.next

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4. 栈 (Stack)

核心概念：像往弹夹里压子弹，或者往箱子里放书。

• 规则：后进先出 (LIFO)。最后放进去的，第一个拿出来。
• Python 实现：直接用 list 即可。

python

运行

stack = []

# 1. 入栈 (Push)：把东西放进去
stack.append("《西游记》")
stack.append("《红楼梦》")
stack.append("《三国演义》")

# 此时栈里: [西游记, 红楼梦, 三国演义] (三国演义在最上面)

# 2. 出栈 (Pop)：把最上面的东西拿出来
book = stack.pop()
print(book) # 输出: 《三国演义》

# 3. 查看栈顶 (Peek)
print(stack[-1]) # 输出: 《红楼梦》

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5. 队列 (Queue)

核心概念：像在食堂排队打饭。

• 规则：先进先出 (FIFO)。先来的先服务。
• Python 实现：为了效率，我们用 collections.deque（双端队列）。

python

运行

from collections import deque

# 创建队列
q = deque()

# 1. 入队 (Enqueue)：人排到队尾
q.append("张三")
q.append("李四")
q.append("王五")

# 2. 出队 (Dequeue)：队头的人走了
person = q.popleft() 
print(person) # 输出: 张三

print(q) # 剩下: deque(['李四', '王五'])

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6. 哈希表 (Hash Table / Dictionary)

核心概念：就像一本字典。通过 “偏旁部首”（哈希函数）直接翻到那一页，而不是从第一页开始找。

• 特点：存储的是 键值对 (Key-Value)。查找速度极快（平均 O (1)）。
• Python 实现：直接用 dict 字典。

python

运行

# 1. 创建哈希表 (字典)
# 这里 Key 是名字，Value 是电话号码
phone_book = {
    "张三": 1380000,
    "李四": 1391111
}

# 2. 访问 (通过 Key 直接找 Value，速度极快)
print(phone_book["张三"]) 

# 3. 插入/修改
phone_book["王五"] = 1362222 # 插入
phone_book["张三"] = 1389999 # 修改

# 4. 删除
del phone_book["李四"]

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总结对比

表格

数据结构	优点	缺点	典型场景
数组	随机访问最快	中间插入删除慢	快速读取，已知索引
链表	插入删除快	查找慢	实现栈 / 队列，频繁增删
栈	后进先出	-	撤销操作，括号匹配
队列	先进先出	-	任务排队，消息队列
哈希表	查找 / 插入 / 删除都极快	-	快速查找，字典，缓存