数据结构自 1968 年以来被设置为一门独立课程，是关于结构化编程（以模块功能和处理过程为主的编程范式）的一门方法学，主要研究的是数据的逻辑结构与物理结构以及它们之间的相互关系，并定义与这些结构相适应的算法。这里的算法描述的是一种确定并且有效的，适合用于计算机程序来实现和解决问题的方法。某种意义上，数据结构和算法是计算机科学与技术领域研究和应用的核心。

编写程应用序解决问题，首先需要从实际问题域当中抽象出一个模型，然后设计出求解该模型的算法。模型抽象的过程，实质是分析问题并从中找出操作对象，然后寻找出这些操作对象之间的关系，最终用程序语言加以描述的过程。本文采用 Linux C 语言进行描述，主要讲解了线性表、栈与队列、串、图共 5 种主要的数据结构，以及查找和排序这 2 种常用算法。

设计模式（Design Pattern）代表了面向对象程序设计的最佳实践，是一套软件工程化背景下，用于提高代码可复用性的解决方案。设计模式这一术语起源于 1995 年《设计模式 - 可复用面向对象软件的基础》一书的出版，该书 4 位作者被称为四人帮 GoF即Gang of Four，全书一共收录了常用的 23 种模式，该书的出版是软件工程领域的一座里程碑，标志着 Java C++ 等面向对象的程序设计语言，迈向了更加具有标准范式的工程化方向。

面向对象的编程思想，通过封装、继承、多态降低代码的耦合度，而设计模式在此基础上强调了代码的可复用性。本文代码采用 C++ 语言进行描述，然后搭配 UML 示意图进行描述。