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第一章-数据结构绪论

第一章-数据结构绪论

数据结构的起源和相关概念

  • 数据结构是一门研究非数值计算的程序设计问题中的操作对象,以及它们之间的关系和操作等相关问题的学科。

  • 程序设计的实质是选择一个好的结构,再设计一种好的算法。

  • 数据:是描述客观事物的符号,是计算机中可以操作的对象,是能被计算机识别,并输入给计算机处理的符号集合。也就是说,数据其实就是符号,这些符号必须具体两个前提:

    1. 可以输入到计算机中
    2. 能被计算机程序识别
  • 数据元素:是组成数据的、有一定意义的基本单位,在计算机中通常作为整体处理,也被称为记录。比如人、牛、马、鸡等等。

  • 数据项:一个数据元素可以由若干个数据项组成,比如人可以由手、脚、鼻子等数据项,数据项是数据不可分割的最小单位。
  • 数据对象:是性质相同的数据元素的集合,是数据的子集。

  • 数据结构:是相互之间存在的一种或多种特定关系的数据元素的集合。

逻辑结构和物理结构

  • 按照视点的不同,我们把数据结构分为物理结构和逻辑结构。

  • 逻辑结构:数据对象中数据元素之间的相互关系。分为下面四种。

    1. 集合结构:结合结构中的数据元素除了同属于一个集合外,他们之间没有其他关系。如下图

    2. 线性结构:线性结构中的数据元素之间是一对一的关系,如下图:

    在这里插入图片描述

    1. 树形结构:数据元素之间存在一种一对多的层次关系。如下图:

在这里插入图片描述

  1. 图形结构:图形结构的数据元素是多对多的关系。如下图所示:

在这里插入图片描述

  • 物理结构(存储结构):数据的逻辑结构在计算机中的存储形式。数据元素的存储结构形式有两种,分别是顺序存储和链式存储。

    1. 顺序存储:把数据元素存放在地址连续的存储单元里,其数据间的逻辑关系和物理关系是一致的。

    在这里插入图片描述

    1. 链式存储:是把数据元素存放在任意的存储单元里,这组存储单元可以是连续的,也可以是不连续的。

    在这里插入图片描述

抽象数据类型

  • 数据类型:是指一组性质相同的值的集合及定义在此集合上的一些操作的总成。数据类型又可以分为两类:

    1. 原子类型:是不可再分解的基本类型,包括整型、实型、字符型等。
    2. 结构类型:由若干个类型组合而成,是可以再分解的。例如整形数组是由整型组成。
  • 抽象是指抽取出事物具有的普遍性的本质。抽象是一种思考问题的方法,他隐藏了繁琐的细节,只保留实现目标所必须的信息。

  • 抽象数据类型:是指一个数学模型及定义在该模型上的一组操作。

  • 抽象数据类型体现了程序设计中问题分解、抽象和信息隐藏的特性。下面是对抽象数据类型的标准格式:

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