数据结构(1)--基本概念和术语

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数据结构主要研究问题:如何合理地组织数据、高效地处理数据。

数据结构是介于数学、计算机硬件和软件三者之间的一门核心课程。

概念定义:

数据是客观事物的符号,是所有输入到计算机中并被计算机程序处理的符号的总称。

数据元素是数据的基本单位,在计算机中通常作为一个整体进行考虑和处理。

数据项是组成数据元素的、有独立含义的、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,是数据的一个子集。

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。换句话说,数据结构是带“结构”的数据元素的集合,“结构”就是指数据元素之间存在的关系。数据结构包括逻辑结构和存储结构两个层次。

1.逻辑结构

数据的逻辑结构是从逻辑关系上描述数据,与数据的存储无关,是独立与计算机的。因此,数据的逻辑结构可以看做是从具体问题抽象出来的数据模型。数据的逻辑结构有两个要素:一是数据元素,二是关系。根据数据元素之间关系的不同特性,通常有四类基本结构,他们的复杂程度依次递进。

  • 集合结构:数据元素之间处理“属于同一集合”的关系外,别无其他关系。
  • 线性结构:数据元素之间存在一对一的关系。
  • 树结构:数据元素之间存在一对多的关系。
  • 图结构或网状结构:数据元素之间存在多对多的关系。

2.存储结构

数据对象在计算机中的存储表示称为数据的存储结构,也称为物理结构。把数据兑现存出到计算机时,通常要求既要存储各数据元素的数据,又要存储数据元素之间的逻辑关系,数据元素在计算机内用一个结点来表示。数据元素在计算机中有两种基本的存储结构,分别是顺序存储结构和链式存储结构。

  • 顺序存储结构:借助元素在存储器中的相对位置来表示数据元素之间的逻辑关系,通常借助程序设计语言的数组类型来描述。(ps:要求所有的元素依次存放在一片连续的存储空间中)
  • 链式存储结构:无需占用一整块存储空间。但为了表示结点之间的关系,需要给每个结点附加指针字段,用于存放后继元素的存储地址。所以链式存储结构通常借助与程序设计语言的指针类型来描述。

数据类型:数据类型是一个值的集合和定义在这个值集上的一组操作的总称。

抽象数据类型:抽象数据类型一般指有用户定义的、表示应用问题的数据模型,以及定义在这个模型上的一组操作的总称,具体包括三部分:数据对象、数据对象上关系的集合以及对数据对象的基本操作的集合。

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