初学学习408之数据结构--数据结构基本概念

初学学习408之数据结构
我们先来了解一下数据结构的基本概念。

数据结构：是相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合。

本内容来源于参考书籍《大话数据结构》与《王道数据结构》。
除去书籍中的内容，作为初学者的我会尽力详细直白地介绍数据结构的内容，希望能为与我相同水平的小白做一份参考。
关于数据结构的起源，我就不多赘述了，感兴趣的话可以随意在线上找一本电子书进行了解。

一、数据结构的基本概念

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。数据不仅仅包括整型、实型等数值类型，还包括字符及声音、图像、视频等非数值类型。

对于整型、实型等数值类型，可以进行数值计算；对于字符数据类型就需要进行非数值的处理；而声音、图像、视频等其实是可以通过编码的手段变成字符数据来处理的。
我们所说的数据就是符号，而且这些符号必须具备两个前提：

• 可以输入到计算机中
• 能被计算机程序处理

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。

反过来，我们也可以了解到将整体事物看作为数据对象，比如人、鸡、鸭、鹅等。

数据项 ： 一个数据元素可以有若干个数据项组成，数据项是数据不可分割的最小单位。

我们还需要了解一点，在本门课程中，将数据项定义为最小单位是为了更好地解决问题。
但在讨论问题时，数据元素才是数据结构中建立数据模型的着眼点。我们围绕着这个主体去研究，而不是对这个主体中的某一成分去研究。

数据对象:是性质相同的数据元素的集合，是数据的子集。

那么性质相同是如何定义的呢？
是指数据元素具有相同数量和类型的数据项。就好比上列的举例，通讯录中组成成分，每一个人都拥有姓名、年龄、性别、电话号码、家庭住址等；再或者每个学生都有自己的姓名、学号、班级、成绩等信息。
数据对象是数据的子集，在实际应用中，处理的数据元素通常具有相同性质，在不产生混淆的情况下，我们都将数据对象简称为数据。
再回看数据的定义，数据是有多个数据元素组成的集合，而数据元素是由若干个数据项组成的。

本图只是辅助同学们理解它们之间的包含关系。

数据结构：是相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合。

结构的理解就是关系，即不同的数据元素在数据中是如何联系起来的？
不同数据元素之间不是独立的，而是存在特定的关系，我们就将这些关系成为结构。

二、逻辑结构

逻辑结构 : 是指数据对象中数据元素之间的相互关系。

三、物理结构

物理结构 : 是指数据的逻辑结构在计算机中的存储形式。

数据的存储结构应正确反映数据元素之间的逻辑关系，这才是最为关键的，如何存储数据元素之间的逻辑关系，是实现物理结构的重点和难点。

数据元素的存储关系并不能反映其逻辑关系，因此需要用一个指针存放数据元素的地址，这样通过地址就可以找到相关联数据元素的位置。
逻辑结构是面向问题的，而物理结构就是面向计算机的，其基本的目标就是将数据及其逻辑关系存储到计算机的内存中。

四、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称。

数据类型是按照值的不同进行划分的。
在高级语言中，每个变量、常量和表达式都有各自的取值范围。
类型就用来说明变量或表达式的取值范围和所能进行的操作。

我们可以理解为为了更好利用我们所有的空间和达到我们需求，我们设计了各不同功能的房间和房型。
在计算机中，就是我们需要合理地利用内存，毕竟内存不是无限大的。于是对我们所操作的数据进行分类，分出多种数据类型。