大话数据结构笔记——第一章 数据结构绪论
第一章 数据结构绪论
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。
数据结构是一门研究非数值计算的程序设计问题中的操作对象，以及它们之间的关系和操作等相关问题的学科。
1.2 基本概念和术语
1.2.1 数据
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。
数据是具备以下两个前提的符号：
1.可以输入到计算机中。
2.能被计算机程序处理
什么是数据？
【举例】整型、实型等数值类型，字符、声音、图像、视频等非数值类型。
1.2.2 数据元素
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。
什么是数据元素？
【举例】猪、马、牛、羊等是畜类的数据元素。电影中的每一个角色是电影的一个数据元素。
1.2.3 数据项
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。
什么是数据项？
【举例】电影中有许多角色，每个角色都有姓名、年龄、联系电话等数据项。
1.2.4 数据对象
数据对象是性质相同的数据元素的集合，是数据的子集。
什么是数据对象？
【举例】比如多个学生信息组成的一个学生表，称为一个数据对象。
1.2.5 数据结构
现实生活中，不同的数据元素之间不是独立的，而是存在特定的关系，我们称这些关系为结构。
数据结构是互相之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合。
【理解】
假设有三张表，分别是学生表，教师表和课程表。
这三个张表就是数据。
每个一个表是一个数据对象。
每一个表中的一行称为数据元素。
各个列的选项，即学号、学生姓名、教师号、教师姓名、课程号、课程名称等等，称为数据项。
1.3 逻辑结构与物理结构
1.3.1 逻辑结构
逻辑结构是指数据对象中数据元素之间的相互关系。也是我们今后最需要关注的问题。
逻辑结构分为以下四种：
1.集合结构
集合结构中的数据元素除了属于同一个集合外，它们之间没有其他关系。类似于数学中的集合。
2.线性结构
线性结构中的数据元素之间是一对一的关系。
3.树形结构
树形结构中的数据元素之间存在一种一对多的层次关系
4.图形结构
图形结构中的数据元素是多对多的关系。
表示图形结构：
每个数据元素看作一个结点，用圆圈表示；
元素之间的逻辑关系用结点之间的连线表示，如果这个关系是有方向的，那么用带箭头的线表示。
1.3.2 物理结构
物理结构是指数据的逻辑结构在计算机中的存储形式。
逻辑结构是面向问题的，而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。
数据元素的存储结构形式有两种：顺序存储结构和链式存储结构
1.顺序存储结构
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。
2.链式存储结构
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。
1.4 抽象数据类型
1.4.1 数据类型
数据类型是指一组性质相同的值的集合及定义在此集合上的一些操作的总称。
抽象是指抽取出事物具有的普遍性的本质。
1.4.2 抽象数据类型
抽象数据类型(Abstract Data Type ，ADT) 是指一个数学模型及定义在该模型上的一组操作。
抽象数据类型体现了程序设计中问题分解、抽象和信息隐藏的特性。把实际生活中的问题分解为多个规模小且容易处理的问题，然后建立一个计算机能处理的数据模型，并把每个功能模块的实现细节作为一个独立的单元，从而使具体实现过程隐藏起来。
