第一章:数据结构绪论

绪论配图
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一、基本概念和术语

1、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合集。
数据不仅仅包括整型、实型等数值类型,字符、声音、图像、视频等非数值类型也属于数据。

2、数据元素

是组成数据、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。

3、数据项

一个数据元素可以由若干个数据项组成。数据项是数据不可分割的最小单位。

4、数据对象

是性质相同的数据元素的集合,是数据的子集。性质相同是指数据元素具有相同数量和类型的数据项。

5、数据结构

不同数据元素之间不是独立的,而且存在特定的关系,我们称之为结构。而数据结构
是相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素集合。

二、逻辑结构和物理结构

1、逻辑结构

是指数据对象中数据元素之间的相互关系。主要分为以下四种:

  • 集合结构
    集合结构中的数据元素除了同属于一个集合外,它们之间没有其他关系。类似于数学中的集合。
    集合
  • 线性结构
    线性结构中的数据元素之间是一对一的关系
    线性结构图
  • 树形结构
    数据元素之间存在一种一对多的层次关系。
    树形结构
  • 图形结构
    数据元素多对多的关系。
    图形结构

在用示意图表示数据结构需要注意:

  • 将每个数据元素看做一个节点,用圆圈表示。
  • 元素之间的逻辑关系用节点之间的连线表示,如果这个关系有方向,则用带箭头的连线表示。

逻辑结构是针对具体问题的,是为了解决某个问题在对问题理解的基础上,选择一个合适的数据结构表示数据元素之间的逻辑关系。

2、物理结构

是指数据的逻辑结构在计算机中的存储形式。
实际上就是如何把数据元素存储到计算机的存储器中。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难点。数据元素的存储结构形式有两种顺序结构和链式结构

  • 顺序存储结构

是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。

  • 链式存储结构

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。因为存储关系不能反映其逻辑关系,所以需要用一个指针存档数据元素的地址,通过地址找到相关联的数据元素的位置。
链式存储结构

逻辑结构是面向问题的,物理结构是面向计算机的,其基本目标就是将数据及其逻辑关系存储到计算机的内存中。

三、抽象数据结构类型

数据类型:是指一组性质相同的值的集合及定义在此集合的一些操作的总称。

C语言中,按照取值不同可分为两类数据类型:

  • 原子类型:是不可以再分解的基本类型,包括整型、实型、字符型等。
  • 结构类型:由若干个类型组合而成,是可以再分解。例如整型数组是由若干个整型数据组成的。

抽象:是指抽取出事物具有的普遍性的本质。

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。抽象数据类型的定义仅取决于它的一组逻辑特性,而与其在计算机内如何表示和实现无关。

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