大话数据结构笔记--第一章 数据结构绪论
一、笔记
1、基本概念和术语
- 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集合。
数据—>符号。
前提：
①可以输入到计算机及中。
②能被计算机程序处理。
- 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。
- 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。
数据元素是数据结构中建立数据模型的着眼点。
- 数据对象：是性质相同的数据元素的集合，是数据的子集。通常简称’数据‘。
- 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。
形式定义为：数据结构是一个二元组
Data Structure = (D,S)
其中：D是数据元素的有限集（包含的所有数据元素），S是D上关系的有限集（指所有数据元素之间的关系）。
研究数据结构的意义：分析待处理对象的特性及各处理对象之间存在的关系。
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相互关系。
2）包含四种：集合结构、线性结构、树形结构、图形结构。
①集合结构：数据元素同属一个集合外，它们之间没有其他关系。
②线性结构：数据元素之间是一对一的关系。
③树形结构：数据元素之间存在一对多的层次关系。
④图形结构：数据元素是多对多的关系。
逻辑结构是针对具体问题的，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。
物理结构：是指数据的逻辑结构在计算机中的存储形式。关键是：数据的存储结构应正确反映数据元素之间的逻辑关系。这也是重点和难点。
- 存储结构形式有两种：顺序存储和链式存储。
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。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，这样可以通过地址就可以找到相关联数据元素的位置。
/****逻辑结构是面向问题的，而物理结构是面向计算机的。****/
2、抽象数据类型
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。
特点：是按值的不同进行划分的。类型就是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：原子类型和结构类型。
①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。
②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。它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，它隐藏了繁杂的细节，只保留实现目标所必需的信息。
- 抽象数据类型（Abstact Data Type ,ADT）：是指一个数学模型及定义在该模型上的一组操作。抽象数据类型的定义仅取决于它的一组逻辑特性，而与其在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和数学抽象特性。（在计算机编程看来，它们都是类似通用的，有共同的数学特性）
抽象数据类型不仅仅指那些已经定义并实现的数据类型（例如“整型”类型等），还可以是程序员在设计软件程序时自己定义的数据类型（例如绘图时定义的 point数据类型，point包含点位坐标信息，等等），同时还包括定义在该模型上的一组操作（根据实际情况设计操作）。
一个抽象数据类型定义了：一个数据对象、数据对象中各数据元素之间的关系及对数据元素的操作。
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。
抽象数据类型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，然后简历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。
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
初试条件
操作结果描述
操作2
......
操作n
......
endADT
二、总结
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。分类如图所示:
三、知识点习题
1、数据结构、抽象数据类型与程序设计语言中数据类型概念的区别：
数据结构定义了一组按某些关系结合在一起的数据元素。（重点是元素之间的关系）。
数据类型不仅定义了一组带结构的数据元素，而且还在其上定义了一组操作。（重点是还有操作）
抽象数据类型定义了：一个数据对象、数据对象中各数据元素之间的关系及对数据元素的操作。（跟数据类型一致，不仅包含现有定义的数据类型，且包含程序员自身定义的数据类型。）
2、在程序设计中，常用下列三种不同的出错处理方式:
(1) 用 exit 语句终止执行并报告错误;
(2) 以函数的返回值区别正确返回或错误返回;
(3) 设置一个整型变量的函数参数以区别正确返回或某种错误返回。
试讨论这三种方法各自的优缺点。
解:(1)exit 常用于异常错误处理，它可以强行中断程序的执行，返回操作系统。
(2)以函数的返回值判断正确与否常用于子程序的测试，便于实现程序的局部控制。
(3)用整型函数进行错误处理的优点是可以给出错误类型，便于迅速确定错误。
3、在程序设计中，可采用下列三种方法实现输出和输入:
(1) 通过 scanf 和 printf 语句;
(2) 通过函数的参数显式传递;
(3) 通过全局变量隐式传递。
试讨论这三种方法的优缺点。
解:(1)用 scanf 和 printf 直接进行输入输出的好处是形象 、直观，但缺点是需要对其进行格式控制 ，较为烦琐，如果出现错误，则会引起整个系统的崩溃。
(2)通过函数的参数传递进行输入输出，便于实现信息的隐蔽，减少出错的可能。
(3)通过全局变量的隐式传递进行输入输出最为方便 ，只需修改变量的值即可 ，但过多的全局变量使程
序的维护较为困难。
