数据结构与算法是计算机科学中非常重要的概念，它们为解决各种实际问题提供了基础和框架。在这篇文章中，我们将介绍数据结构与算法的基本概念，并通过代码示例来加深理解。

数据结构与算法的基本概念

数据结构是一种组织和存储数据的方式，它定义了数据之间的关系和操作。常见的数据结构包括数组、链表、栈、队列、树和图等。而算法则是解决问题的步骤和方法，它通过操作数据结构来实现特定的功能。

数组

数组是存储相同类型数据的集合，它的元素在内存中是连续存储的。我们可以通过下标来访问数组中的元素，例如 arr[0] 表示数组 arr 的第一个元素。下面是一个简单的数组示例：

int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};

我们可以通过循环遍历数组来访问所有元素：

for (int i = 0; i < 5; i++) {
    printf("%d ", arr[i]);
}

链表

链表是通过指针将一系列节点串联起来的数据结构。每个节点包含一个数据元素和一个指向下一个节点的指针。链表的优势在于插入和删除操作的效率高，但随机访问的效率较低。下面是一个简单的链表示例：

struct Node {
    int data;
    struct Node* next;
};

struct Node* head = NULL;

void insert(int data) {
    struct Node* newNode = (struct Node*)malloc(sizeof(struct Node));
    newNode->data = data;
    newNode->next = head;
    head = newNode;
}

void display() {
    struct Node* current = head;
    while (current != NULL) {
        printf("%d ", current->data);
        current = current->next;
    }
}

我们可以通过调用 insert 函数向链表中插入元素，并通过调用 display 函数来显示链表中的所有元素。

栈和队列

栈和队列是常见的数据结构，它们分别采用了后进先出（LIFO）和先进先出（FIFO）的策略。

栈的示例代码如下：

#define MAX_SIZE 100

int stack[MAX_SIZE];
int top = -1;

void push(int data) {
    if (top == MAX_SIZE - 1) {
        printf("Stack Overflow\n");
        return;
    }
    stack[++top] = data;
}

int pop() {
    if (top == -1) {
        printf("Stack Underflow\n");
        return -1;
    }
    return stack[top--];
}

我们可以通过调用 push 函数将元素压入栈中，并通过调用 pop 函数将元素从栈中弹出。

队列的示例代码如下：

#define MAX_SIZE 100

int queue[MAX_SIZE];
int front = -1;
int rear = -1;

void enqueue(int data) {
    if (rear == MAX_SIZE - 1) {
        printf("Queue Overflow\n");
        return;
    }
    queue[++rear] = data;
}

int dequeue() {
    if (front == rear) {
        printf("Queue Underflow\n");
        return -1;
    }
    return queue[++front];
}

我们可以通过调用 enqueue 函数将元素插入队列中，并通过调用 dequeue 函数将元素从队列中取出。

树和图

树和图是非线性数据结构，它们由节点和边组成。树是一种特殊的图，它没有回路。树的示例代码如下：

struct TreeNode {
    int data;
    struct TreeNode* left;
    struct TreeNode* right;
};

struct TreeNode* root = NULL;

struct TreeNode* createNode(int data) {
    struct TreeNode* newNode = (struct TreeNode*)malloc(sizeof(struct TreeNode));
    newNode->data = data;
    newNode->left = newNode->right = NULL;
    return newNode;
}

void inorderTraversal(struct TreeNode* node) {
    if (node != NULL) {
        inorderTraversal(node->left);
        printf("%d ", node->data);
        inorderTraversal(node->right);