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# 数据结构

## 架构梳理

- 线性（1:1)

  - 线性表

    - 顺序存储  -->  `arr`

    - 链式存储  -->  指针 （有头，无头）

      有头是指有一个不存数据的头，始终作为这个链表的起点。

      会更加简单，无头的话，更改首部节点会麻烦。

      头节点不仅可以作为起点，还可以作为存储信息的仓库，因为头节点只有*next是必须的。
      
      - 单链表
        - 循环
        - 不循环
        
      - 双向链表
        
        `lib`四个版本，第一个最基础完善，第二个改成了变长结构体，第三个在第二个的基础上封装了函数指针，第四个在第二个的基础上隐藏了数据结构，只暴露接口。
        
        - 循环
        - 不循环
        
        学到这里可以去读一下内核有关**list**的实现，主要都是宏和内联函数。

  - 栈

  - 队列
  
    练习：
  
    1. 表达式计算
  
    2. 球钟算法
       三个栈，1h，5min，1min。27个球，过了多久队列里又是1到27的顺序。
  
       

- 树状（1:N）

  **递归**。**递归**转**非递归**。

  - 深度：层数

  - 度：子树的个数

  - 叶子：边缘节点

  - 孩子：与父节点对应

  - 兄弟：相同父节点

  - 堂兄弟：相同爷节点

  - 二叉树：
    - 满二叉树：深度为`k`且节点为`2^k-1`的二叉树
    - 完全二叉树：一颗二叉树，只有倒数两层可以存在不满两个孩子的节点，且单个孩子时只能是左孩子

  - 存储：
    - 顺序：直观，但是浪费空间
      满二叉树：父节点`n`，左孩子`2n`，右孩子`2n+1`
    - 链式：灵活，空间利用率高

  - 遍历
    - 按行
    - 先序（根，左，右）
    - 中序（左，根，右）
    - 后序（左，右，根）

    先加中，或者，中加后，都可以逆推出树。先加后不行。
    
    
    
  - 平衡：

    有很多种条件判定。

    这棵树的左右子树个数差值为jj1。

    

  - 广义表

    `( root ( left ) ( right) )`，进行嵌套。 
    
    
    
  - 搜索树
  
    空间换时间，查找是**o(1)**。
  
    **课后作业：词频统计**



- 图（N:M）



## 静态库与动态库

- 静态库：
  - 私家车，可以不在标准的位置下。
  - 编译时引入，代码膨胀但是不影响运行时间。
- 动态库（共享库）：
  - 公交车，只能在指定的路径。
  - 运行时引入，占用运行时间。



### 静态库

1. `libxx.a`
   xx 指代库名
2. `ar -cr libxx.a yyy.o`
3. 发布到
   `/usr/local/include`
   `/usr/local/lib`
4. `gcc -L/usr/local/lib -o main main.o -lxx`
   如果路径都是这个默认的，可省略。
   `-l`参数必须在最后，有依赖
5. `ldd -print shared libirary dependencies`
   打印所用到的动态库的内容



#### 以链式双向链表的`lib2`为例。

```bash
*[main][~/workspace/Linux-C-Notes/Chapter11/ds/line/list/linklist/double/lib2]$ ldd ./main 
        linux-vdso.so.1 (0x00007ffffa3d0000)
        libc.so.6 => /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (0x00007fa6c123a000)
        /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007fa6c142b000)
        *[main][~/workspace/Linux-C-Notes/Chapter11/ds/line/list/linklist/double/lib2]$ gcc -c llist.c
*[main][~/workspace/Linux-C-Notes/Chapter11/ds/line/list/linklist/double/lib2]$ ls
 llist.c   llist.o   Makefile
 llist.h   main.c   
*[main][~/workspace/Linux-C-Notes/Chapter11/ds/line/list/linklist/double/lib2]$ ar -cr libllist.a llist.o
*[main][~/workspace/Linux-C-Notes/Chapter11/ds/line/list/linklist/double/lib2]$ ls
 libllist.a   llist.h   main.c
 llist.c      llist.o   Makefile
*[main][~/workspace/Linux-C-Notes/Chapter11/ds/line/list/linklist/double/lib2]$ sudo cp llist.h /usr/local/include 
*[main][~/workspace/Linux-C-Notes/Chapter11/ds/line/list/linklist/double/lib2]$ sudo cp libllist.a /usr/local/lib 
*[main][~/workspace/Linux-C-Notes/Chapter11/ds/line/list/linklist/double/lib2]$ gcc -o main main.c -lllist 
*[main][~/workspace/Linux-C-Notes/Chapter11/ds/line/list/linklist/double/lib2]$ ls
 libllist.a   llist.h   main     Makefile
 llist.c      llist.o   main.c  
*[main][~/workspace/Linux-C-Notes/Chapter11/ds/line/list/linklist/double/lib2]$ ./main
6 std6 90 59
5 std5 62 27
4 std4 49 21
3 std3 86 92
2 std2 93 35
1 std1 77 15
0 std0 83 86


5 std5 62 27
4 std4 49 21
3 std3 86 92
2 std2 93 35
1 std1 77 15
0 std0 83 86
```
这时`main.c`路径下都不需要`llist.c`和`llist.h`了，`#include`时也从`"llist.h"`变为`<llist.h>`。



### 动态库

1. `libxx.so`
   xx为库名
2. `gcc -shared -fpic -o libxx.so yyy.c`
3. 发布到
   `/usr/local/include`
   `/usr/local/lib`
4. 在`/etc/ld.so.conf`中添加路径
5. `/sbin/ldconfig` 重读`/etc/ld.so.conf``
6. ``gcc -I/usr/local/include -L/usr/local/lib -o ... -lxx`
   如果路径都是这个默认的，可省略。
7. 非root用户发布，可以自己定义一个位置，例如`~/lib`

```bash
cp xx.co ~/lib
export LD_LIBRARY_PATH= ~/lib
```



#### 还是以`lib2`为例。


```bash
*[main][~/workspace/Linux-C-Notes/Chapter11/ds/line/list/linklist/double/lib2]$ ls
 llist.c   llist.h   main   main.c   Makefile
*[main][~/workspace/Linux-C-Notes/Chapter11/ds/line/list/linklist/double/lib2]$ gcc -shared -fpic -o libllist.so llist.c
*[main][~/workspace/Linux-C-Notes/Chapter11/ds/line/list/linklist/double/lib2]$ ls
 libllist.so   llist.h   main.c
 llist.c       main      Makefile
*[main][~/workspace/Linux-C-Notes/Chapter11/ds/line/list/linklist/double/lib2]$ sudo mv libllist.so /usr/local/lib
*[main][~/workspace/Linux-C-Notes/Chapter11/ds/line/list/linklist/double/lib2]$ sudo vi /etc/ld.so.conf
*[main][~/workspace/Linux-C-Notes/Chapter11/ds/line/list/linklist/double/lib2]$ sudo /sbin/ldconfig
*[main][~/workspace/Linux-C-Notes/Chapter11/ds/line/list/linklist/double/lib2]$ gcc -o main main.c -lllist
*[main][~/workspace/Linux-C-Notes/Chapter11/ds/line/list/linklist/double/lib2]$ ./main
6 std6 90 59
5 std5 62 27
4 std4 49 21
3 std3 86 92
2 std2 93 35
1 std1 77 15
0 std0 83 86


5 std5 62 27
4 std4 49 21
3 std3 86 92
2 std2 93 35
1 std1 77 15
0 std0 83 86
*[main][~/workspace/Linux-C-Notes/Chapter11/ds/line/list/linklist/double/lib2]$ ldd ./main
        linux-vdso.so.1 (0x00007ffd963ee000)
        libllist.so => /usr/local/lib/libllist.so (0x00007fda74025000)
        libc.so.6 => /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (0x00007fda73e44000)
        /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007fda7403a000)
```

> [!NOTE]
>
> 当动态库和静态库重名，会优先链接**静态库**。



#### 以链式存储栈为例，`libstack`依赖`libllist`。

```bash
*[main][~/workspace/Linux-C-Notes/Chapter11/ds/line/stack/list]$ ls
 llist.c   main     Makefile   stack.o
 llist.h   main.c   stack.c   
 llist.o   main.o   stack.h   
*[main][~/workspace/Linux-C-Notes/Chapter11/ds/line/stack/list]$ gcc -shared -fpic -o libstack.so stack.c
*[main][~/workspace/Linux-C-Notes/Chapter11/ds/line/stack/list]$ ls
 libstack.so   llist.o   main.o     stack.h
 llist.c       main      Makefile   stack.o
 llist.h       main.c    stack.c   
*[main][~/workspace/Linux-C-Notes/Chapter11/ds/line/stack/list]$ sudo mv libstack.so /usr/local/lib 
*[main][~/workspace/Linux-C-Notes/Chapter11/ds/line/stack/list]$ sudo cp stack.h /usr/local/include 
*[main][~/workspace/Linux-C-Notes/Chapter11/ds/line/stack/list]$ code main.c         
*[main][~/workspace/Linux-C-Notes/Chapter11/ds/line/stack/list]$ ls
 llist.c   main     Makefile   stack.o
 llist.h   main.c   stack.c   
 llist.o   main.o   stack.h   
*[main][~/workspace/Linux-C-Notes/Chapter11/ds/line/stack/list]$ gcc -o main main.c -lstack
/usr/bin/ld: /usr/local/lib/libstack.so: undefined reference to `llist_create'
/usr/bin/ld: /usr/local/lib/libstack.so: undefined reference to `llist_fetch'
/usr/bin/ld: /usr/local/lib/libstack.so: undefined reference to `llist_destroy'
/usr/bin/ld: /usr/local/lib/libstack.so: undefined reference to `llist_insert'
collect2: error: ld returned 1 exit status
*[main][~/workspace/Linux-C-Notes/Chapter11/ds/line/stack/list]$ gcc -o main main.c -lstack -lllist
*[main][~/workspace/Linux-C-Notes/Chapter11/ds/line/stack/list]$ ./main
./main: error while loading shared libraries: libstack.so: cannot open shared object file: No such file or directory
*[main][~/workspace/Linux-C-Notes/Chapter11/ds/line/stack/list]$ sudo /sbin/ldconfig               
/sbin/ldconfig: Can't link /usr/lib/wsl/lib/libnvoptix_loader.so.1 to libnvoptix.so.1
/sbin/ldconfig: /usr/lib/wsl/lib/libcuda.so.1 is not a symbolic link

*[main][~/workspace/Linux-C-Notes/Chapter11/ds/line/stack/list]$ gcc -o main main.c -lstack -lllist
*[main][~/workspace/Linux-C-Notes/Chapter11/ds/line/stack/list]$ ./main                            
6 stu6 90 59
5 stu5 62 27
4 stu4 49 21
3 stu3 86 92
2 stu2 93 35
1 stu1 77 15
0 stu0 83 86
```

添加动态库记得重载配置文件`sudo /sbin/ldconfig`!