数据结构概论

一、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。

　　数据机构是一门研究非数值计算的程序设计问题中的操作对象，以及他们之间的关系和操作等相关问题的学科。

　　1968年，美国的高德纳在其所写的《计算机程序设计艺术》中第一次较为系统的阐述了数据的逻辑结构和存储结构及其操作。这个时候，数据结构才算是成为了一门独立研究的学科。之后无数的莘莘学子保受其折磨，又因此而获益，痛并快乐着。

　　在之后，各种程序设计泛型的提出，例如面向过程的程序设计，面向对象的程序设计，人们越来越重视数据结构，认为程序设计实际上是找到数据最合理的组织方式，并设计一种好的计算方法，对其进行计算。

二、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的集合。数据不仅包括整形、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。

　　这里说的数据，其实就是符号，而且这些符号必须具备两个前提：

　　　　a、可以输入到计算机中。

　　　　b、能被计算机程序处理。

　　2、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。

　　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的单位。

　　4、数据对象：是性质相同的数据元素的集合，是数据的子集。

　　5、数据结构

　　　　严格点说，结构是指各个组成部分相互搭配和排列的方式。在现实世界中，不同数据元素之间不是独立的，而是存在特定的关系，我们将这些关系称为结构。那么，数据结构就是：

　　　　是相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合。

三、逻辑结构与物理结构

　　按照视点的不同，我们把数据结构分为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关系。其实这也是我们今后最需关注的问题。

　　逻辑结构分为以下四种：

　　　　a、集合结构：集合结构中的数据元素除了同属于一个集合外，他们之间没有其他关系。各个数据元素是“平等”的，他们的共同属性是“同属于一个集合”。

 

　　　　b、线性结构：线性结构中数据元素之间是一对一的关系。

 

　　　　c、树形结构：树形结构中数据元素之间存在一种一对多的层次关系。

 

 　　　　d、图形结构：图形结构的数据元素是多对多的关系。

 

　　　　在用示意图表示数据的逻辑结构时，要注意两点：

　　　　　　* 将每个数据元素看做一个结点。用圆圈表示。

　　　　　　* 元素之间逻辑关系用结点之间的连线表示，如果这个关系是有方向，那么用带箭头的连线表示。

　　2、物理结构：也叫做存储结构，是指数据的逻辑结构在计算机中的存储形式。

　　　　数据是数据元素的集合，根据物理结构的定义，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，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。

　　　　数据元素的存储结构形式有两种：顺序存储和链式存储。

　　　　a、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。

　　　　

 

　　　　b、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。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。

　　

　　逻辑结构书面向问题的，而物理结构就是面向计算机的，其基本的目的就是将数据及其关系存储到计算机的内存中。

四、抽象数据类型

　　1、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。

　　　　在c语言中、按照取值的不同，数据类型分为两类：

　　　　a、原子类型：是不可再分解的基本类型，包括整型、实型、字符型等。

　　　　b、结构类型：由若干个类型组合而成，是可以再分解的。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。他是抽出问题的特征而忽略非本质的细节，是对具体事物的一个概括。抽象是一种思考问题的方式，他隐藏了繁杂的细节，只保留实现目标所必须的信息。

　　2、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他的一组逻辑他行，而与其再计算机内部如何表示和实现无关。

　　抽象的意义在于数据类型的数学抽象特性。

　　抽象数据类型体现了程序设计问题分解、抽象和信息隐藏的特性。

　　抽象数据类型的标准格式：

　　

 

五、总结

　　第一次使用博客，想要使用博客做笔记记录一下学习数据结构的笔记。