1. 数组（Array）

数组是最基础的数据结构，用于存储一组相同类型的数据。

特点：

  • 固定大小，一旦声明，大小不能改变。
  • 直接访问元素，时间复杂度为 O(1)。
  • 适合处理大小已知、元素类型相同的集合。

示例：

int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
cout << arr[0]; // 输出第一个元素

2. 结构体（Struct）

结构体允许将不同类型的数据组合在一起，形成一种自定义的数据类型。

特点：

  • 可以包含不同类型的成员变量。
  • 提供了对数据的基本封装，但功能有限。

示例：

struct Person {
    string name;
    int age;
};
Person p = {"Alice", 25};
cout << p.name << endl; // 输出 Alice

3. 类（Class）

类是 C++ 中用于面向对象编程的核心结构，允许定义成员变量和成员函数。与 struct 类似，但功能更强大，支持继承、封装、多态等特性。

特点：

  • 可以包含成员变量、成员函数、构造函数、析构函数。
  • 支持面向对象特性，如封装、继承、多态。

示例：

class Person {
private:
    string name;
    int age;
public:
    Person(string n, int a) : name(n), age(a) {}
    void printInfo() {
        cout << "Name: " << name << ", Age: " << age << endl;
    }
};
Person p("Bob", 30);
p.printInfo(); // 输出: Name: Bob, Age: 30

4. 链表（Linked List）

链表是一种动态数据结构，由一系列节点组成，每个节点包含数据和指向下一个节点的指针。

特点：

  • 动态调整大小，不需要提前定义容量。
  • 插入和删除操作效率高，时间复杂度为 O(1)（在链表头部或尾部操作）。
  • 线性查找，时间复杂度为 O(n)。

示例：

struct Node {
    int data;
    Node* next;
};
Node* head = nullptr;
Node* newNode = new Node{10, nullptr};
head = newNode; // 插入新节点

5.栈

栈是一种后进先出（LIFO, Last In First Out）的数据结构，常用于递归、深度优先搜索等场景。

特点：

  • 只允许在栈顶进行插入和删除操作。
  • 时间复杂度为 O(1)。

示例：

stack<int> s;
s.push(1);
s.push(2);
cout << s.top(); // 输出 2
s.pop();

6.队列

队列是一种先进先出（FIFO, First In First Out）的数据结构，常用于广度优先搜索、任务调度等场景。

特点：

  • 插入操作在队尾进行，删除操作在队头进行。
  • 时间复杂度为 O(1)。

示例：

queue<int> q;
q.push(1);
q.push(2);
cout << q.front(); // 输出 1
q.pop();

7. 双端队列（Deque）

双端队列允许在两端进行插入和删除操作，是栈和队列的结合体。

特点：

  • 允许在两端进行插入和删除。
  • 时间复杂度为 O(1)。

示例：

deque<int> dq;
dq.push_back(1);
dq.push_front(2);
cout << dq.front(); // 输出 2
dq.pop_front();

8. 哈希表（Hash Table）

哈希表是一种通过键值对存储数据的数据结构，支持快速查找、插入和删除操作。C++ 中的 unordered_map 是哈希表的实现。

特点：

  • 使用哈希函数快速定位元素，时间复杂度为 O(1)。
  • 不保证元素的顺序。

示例：

unordered_map<string, int> hashTable;
hashTable["apple"] = 10;
cout << hashTable["apple"]; // 输出 10

9. 映射（Map）

map 是一种有序的键值对容器，底层实现是红黑树。与 unordered_map 不同，它保证键的顺序，查找、插入和删除的时间复杂度为 O(log n)。

特点：

  • 保证元素按键的顺序排列。
  • 使用二叉搜索树实现。

示例：

map<string, int> myMap;
myMap["apple"] = 10;
cout << myMap["apple"]; // 输出 10

10. 集合（Set）

set 是一种用于存储唯一元素的有序集合，底层同样使用红黑树实现。它保证元素不重复且有序。

特点：

  • 保证元素的唯一性。
  • 元素自动按升序排列。
  • 时间复杂度为 O(log n)。

示例：

set<int> s;
s.insert(1);
s.insert(2);
cout << *s.begin(); // 输出 1

11. 动态数组（Vector）

vector 是 C++ 标准库提供的动态数组实现，可以动态扩展容量，支持随机访问。

特点：

  • 动态调整大小。
  • 支持随机访问，时间复杂度为 O(1)。
  • 当容量不足时，动态扩展，时间复杂度为摊销 O(1)。

示例：

vector<int> v;
v.push_back(1);
v.push_back(2);
cout << v[0]; // 输出 1