Conceptos básicos de estructura de datos (lenguaje C)
unidad básica de datos
Las unidades básicas de datos son bits y bytes. El bit es la unidad de almacenamiento más pequeña, que puede representar un 0 o un 1 binario. Un byte consta de 8 bits que se utilizan para representar un carácter o número. En las computadoras, las unidades de datos comúnmente utilizadas incluyen kilobytes (KB), megabytes (MB), gigabytes (GB), etc., que son 1024 bytes, 1024 kilobytes y 1024 megabytes respectivamente.
Definiciones relacionadas con datos
Datos (datos): todos los símbolos que se pueden ingresar en la computadora, incluidos datos numéricos y datos no numéricos (texto, caracteres, archivos, etc.) Elemento de
datos (elemento de datos): la unidad básica de datos, también llamada nodo ( nodo) o registro (registro)
elemento de datos (elemento de datos): la unidad más pequeña de datos con significado independiente, también llamada dominio (campo)
Objeto de datos (objeto de datos): una colección de elementos de datos con las mismas características
Estructura de datos (estructura de datos ): existen entre sí Una colección de elementos de datos de una o más relaciones
estructura lógica de datos
La estructura lógica de los datos se refiere a la relación entre elementos de datos, que describe la asociación lógica y la organización de los elementos de datos. Las estructuras lógicas de datos comunes incluyen las siguientes:
1. Estructura lineal: existe una relación uno a uno entre los elementos de datos, es decir, cada elemento de datos tiene solo un predecesor directo y un sucesor directo, formando una secuencia lineal. Las estructuras lineales comunes incluyen tablas lineales, pilas, colas, etc.
2. Estructura no lineal: existe una relación de uno a muchos o de muchos a muchos entre elementos de datos, es decir, un elemento de datos puede tener múltiples predecesores directos o sucesores directos. Las estructuras no lineales comunes incluyen árboles, gráficos, etc.
3. Estructura del conjunto: no existe una relación de orden específica entre los elementos de datos, cada elemento es igual e independiente entre sí. Las estructuras de colección comunes incluyen conjuntos, tablas hash, etc.
4. Estructura secuencial: existe una relación secuencial entre los elementos de datos, es decir, el orden de los elementos de datos es fijo. Las estructuras secuenciales comunes incluyen matrices, listas enlazadas, etc.
5. Estructura anidada: los elementos de datos pueden contener otros elementos de datos para formar relaciones jerárquicas o estructuras complejas. Las estructuras anidadas comunes incluyen árboles, gráficos, etc.
Cuatro estructuras básicas:
(1) Conjunto: no existe otra relación entre los elementos de datos en la estructura que no sea la relación de "pertenencia al mismo conjunto"; (2) Estructura
lineal: existe una relación uno a uno entre los elementos de datos en la estructura;
(3) ) Estructura de árbol: existe una relación de uno a muchos entre los elementos de datos en la estructura; (
4) Estructura gráfica o estructura de red: existe una relación de muchos a muchos entre los elementos de datos en la estructura.
Estas estructuras lógicas se pueden combinar y aplicar de manera flexible en aplicaciones prácticas para satisfacer diferentes necesidades de procesamiento de datos.
Estructura de almacenamiento de datos
La estructura de almacenamiento de datos se refiere a la forma en que se almacenan y organizan los datos en un sistema informático. Las estructuras de almacenamiento de datos comunes incluyen las siguientes:
1. Matriz: Es una estructura lineal que almacena en orden datos del mismo tipo en un espacio de memoria continuo. Se puede acceder rápidamente a los elementos de una matriz mediante el valor del índice.
2. Lista enlazada: También es una estructura lineal, pero los elementos no necesariamente se almacenan de forma continua. Cada elemento contiene datos y un puntero al siguiente elemento, que se puede recorrer y acceder.
3. Pila: es una estructura lineal especial que adopta el principio de último en entrar, primero en salir (LIFO). Las operaciones de inserción y eliminación solo se pueden realizar en la parte superior de la pila, de forma similar a una pila de placas.
4. Cola: también es una estructura lineal que utiliza el principio de primero en entrar, primero en salir (FIFO). Los elementos solo se pueden insertar al final de la cola y eliminar al principio, similar a esperar en la cola.
5. Árbol: Es una estructura no lineal compuesta por nodos y aristas. Cada nodo puede tener múltiples subnodos, formando una relación jerárquica. Las estructuras de árbol comunes incluyen árboles binarios, árboles de búsqueda binaria, etc.
6. Gráfico: También es una estructura no lineal que consta de nodos y aristas. La relación entre nodos puede ser arbitraria y a menudo se utiliza para representar estructuras complejas como redes y relaciones sociales.
7. Tabla hash: utilice una función hash para asignar datos a una matriz de tamaño fijo, lo que permite operaciones rápidas de inserción, búsqueda y eliminación. Adecuado para situaciones en las que se requiere una búsqueda rápida.
Las anteriores son solo estructuras de almacenamiento de datos comunes. En aplicaciones reales, se pueden usar otras estructuras de datos más complejas para satisfacer necesidades específicas.
Según las diferentes características de los valores, tipos de datos en lenguajes de alto nivel.
Los tipos de datos en lenguajes de alto nivel se pueden dividir en varios tipos diferentes según sus características, que incluyen:
1. Tipos de datos básicos: estos tipos incluyen números enteros, números de punto flotante, caracteres y valores booleanos. Los tipos de datos básicos ocupan un espacio fijo en la memoria y tienen rangos de valores y reglas de operación específicos.
2. Tipos de datos compuestos: estos tipos incluyen matrices, estructuras y enumeraciones. Una matriz es una colección de elementos del mismo tipo, una estructura es una colección de miembros de datos de diferentes tipos y una enumeración es un conjunto discreto de constantes con nombre.
3. Tipos de datos de referencia: estos tipos incluyen punteros y referencias. Los punteros son variables que almacenan direcciones de memoria y pueden usarse para acceder indirectamente a otras variables o estructuras de datos. Una referencia es un alias de una variable existente, que permite el acceso directo a la variable original.
4. Tipos de datos abstractos: estos tipos incluyen clases, interfaces y módulos. Una clase es un tipo definido por el usuario que encapsula datos y operaciones relacionadas, una interfaz define un conjunto de especificaciones de comportamiento y un módulo es una colección de funciones relacionadas.
Cada tipo de datos tiene sus usos y limitaciones específicos en la programación, y los desarrolladores pueden elegir el tipo de datos apropiado para almacenar y manipular datos según las necesidades reales.
Algoritmos y análisis de algoritmos.
Características del algoritmo:
- Entrada: 0 o más entradas
- Salida: Hay una o más salidas.
- Certeza: cada paso es seguro e inequívoco.
- Finitud: el algoritmo debe finalizar después de un número finito de pasos.
- Viabilidad: cada operación se puede ejecutar.
Requisitos para diseñar algoritmos:
- exactitud
- legibilidad
- Robustez
- Eficiencia (coste de tiempo y costo de espacio)