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1. Introducción a la estructura de datos
1. Conceptos básicos
1.1 Datos
Datos: Símbolos que describen cosas objetivas, objetos que pueden manipularse en una computadora y una colección de símbolos que pueden ser reconocidos por la computadora e ingresados en la computadora para su procesamiento. Los datos incluyen no solo tipos numéricos como enteros y tipos reales, sino también tipos no numéricos como caracteres y sonidos, imágenes y videos.
1.2 Elementos de datos
Elemento de datos: Es la unidad básica que compone los datos y tiene un cierto significado, generalmente se procesa en su conjunto en la computadora. También se llama registro.
1.3 Elementos de datos
Elemento de datos: un elemento de datos puede constar de varios elementos de datos. Un elemento de datos es la unidad más pequeña de datos indivisibles.
1.4 Objeto de datos
Objeto de datos: es una colección de elementos de datos de la misma naturaleza y un subconjunto de datos.
1.5 Estructura de datos
Estructura: Los diferentes elementos de datos no son independientes, pero tienen relaciones específicas, a estas relaciones las llamamos estructura.
Estructura de datos: es una colección de elementos de datos que tienen una o más relaciones específicas entre sí.
2. Estructura lógica y estructura física
Según diferentes puntos de vista, la estructura de datos se puede dividir en estructura lógica y estructura física
2.1 Estructura lógica
Estructura lógica: se refiere a la relación entre elementos de datos en un objeto de datos.
Hay cuatro estructuras lógicas:
2.1.1 Estructura de la colección
Estructura de la colección: además de que los elementos de datos de la estructura de la colección pertenecen a la misma colección, no existe otra relación entre ellos.
2.1.2 Estructura lineal
Estructura lineal: existe una relación de uno a uno entre los elementos de datos en una estructura lineal.
2.1.3 Estructura de árbol
Estructura de árbol: existe una relación jerárquica de uno a muchos entre los elementos de datos en la estructura de árbol.
2.1.4 Estructura gráfica
Estructura gráfica: los elementos de datos de la estructura gráfica están en una relación de varios a varios.
Resumen: La estructura lógica está dirigida a problemas específicos y es para resolver un problema determinado, con base en la comprensión del problema, se selecciona una estructura de datos adecuada para representar la relación lógica entre los elementos de los datos.
2.2 Estructura física (estructura de almacenamiento)
Estructura física: se refiere a la forma de almacenamiento de la estructura lógica de los datos en la computadora.
Hay dos tipos de estructura de almacenamiento para elementos de datos: almacenamiento secuencial y almacenamiento en cadena.
2.2.1 Estructura de almacenamiento secuencial
Estructura de almacenamiento secuencial: los elementos de datos se almacenan en unidades de almacenamiento con direcciones consecutivas y las relaciones lógicas y físicas entre los datos son consistentes.
2.2.2 Estructura de almacenamiento en cadena
Estructura de almacenamiento en cadena: almacena elementos de datos en cualquier unidad de almacenamiento, este grupo de unidades de almacenamiento puede ser continuo o discontinuo.
Resumen: La estructura lógica está orientada a problemas, mientras que la estructura física está orientada a la computadora, su objetivo básico es almacenar datos y sus relaciones lógicas en la memoria de la computadora.
3. Tipos de datos abstractos
3.1 Tipo de datos
Tipo de datos: se refiere a una colección de valores de la misma naturaleza y un término general para algunas operaciones definidas en esta colección.
En lenguaje C, según diferentes valores, los tipos de datos se pueden dividir en dos categorías:
- Tipo atómico: Es un tipo básico que no se puede descomponer, incluyendo entero, real, carácter, etc.
- Tipo de estructura: Se compone de varios tipos y se puede descomponer. Por ejemplo, una matriz de enteros se compone de varios datos enteros.
Debido a que diferentes computadoras tienen diferentes sistemas de hardware, esto requiere que el lenguaje de programación se convierta finalmente a un lenguaje de bajo nivel a través de un compilador o intérprete. Sin embargo, a los programadores de lenguaje de alto nivel no les importa la computadora en la que se ejecuta el programa final. El propósito es lograr ambos: la operación de un número entero, por lo que consideramos operaciones abstractas como operaciones con números enteros, operaciones con números reales y operaciones con caracteres.
La abstracción se refiere a extraer la esencia universal de las cosas.. Extrae las características del problema e ignora los detalles no esenciales, es una generalización de cosas específicas. La abstracción es una forma de pensar en los problemas, esconde detalles complicados y solo retiene la información necesaria para lograr el objetivo.
3.2 Tipos de datos abstractos
Tipo de datos abstractos (ADT): se refiere a un modelo matemático y un conjunto de operaciones definidas en el modelo. La definición de un tipo de datos abstracto solo depende de su conjunto de características lógicas y no tiene nada que ver con cómo se representa e implementa dentro de la computadora.
Por ejemplo, cada computadora, ya sea una computadora central, una minicomputadora, una PC, una tableta, una PDA o incluso un teléfono inteligente, tiene un tipo "entero" y requiere operaciones entre números enteros. Entonces, el tipo entero es en realidad un resumen tipo de datos, aunque esté en Los métodos de implementación mencionados anteriormente pueden ser diferentes en diferentes computadoras, pero debido a las mismas propiedades matemáticas de sus definiciones, a los ojos de los programadores de computadoras, todos son iguales. por lo tanto,El significado de "abstracción" radica en la abstracción matemática de los tipos de datos.
De hecho,El tipo de datos abstracto incorpora las características de descomposición de problemas, abstracción y ocultación de información en el diseño de programas.. El tipo de datos abstracto descompone los problemas en la vida real en múltiples modelos que son pequeños y fáciles de manejar, y luego establece un modelo de datos que puede ser procesado por una computadora, y trata los detalles de implementación de cada módulo funcional como una unidad independiente, por lo que como para darse cuenta de lo concreto El proceso está oculto.
El formato estándar para describir tipos de datos abstractos se da a continuación:
ADT 抽象数据类型名
Data
数据元素之间逻辑关系的定义
Operation
操作1
初始条件
操作结果描述
操作2
......
操作n
......
endADT
4. Resumen
Aquí hay dos diagramas de resumen
