大话数据结构笔记(一)
第1章 数据结构绪论
1.1 数据结构起源
- 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。
- 程序设计=数据结构+算法。
1.2 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。
- 数据元素:是组成数据的、有一定意义的基本单位。
什么是数据元素?
如:牛、羊,马,鸡、猪、狗等动物是禽类的数据元素。 - 数据项:一个数据元素可以由若干个数据项组成,是数据的最小单位。
什么是数据项?
人身上的眼、耳朵、鼻子、手 或 姓名、年龄、性别、出生地址等。
但数据元素才是数据结构中建立数据模型的着眼点,就是我们讨论一部电影时,时讨论电影角色这样的“数据元素”,而不是针对这个角色的姓名或年龄这样的“数据项”去研究分析。 - 数据对象:是性质相同的数据元素的集合,是数据的子集。
什么叫性质相同?
是指数据元素具有相同数量和类型的数据项。 - 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。
什么是结构?
是指各组成部分相互搭配和排列的关系。
如:分子结构是指组成分子的原子之间的排列方式。
1.3逻辑结构和物理结构
逻辑结构:是指数据对象中数据元素之间的相互关系。
逻辑结构分为四种:
1.集合结构:数据元素除了同属于一个集合外,它们之间没有其他关系。
类比数学中的集合。
2.线性结构:数据元素是一对一的关系。
3. 树形结构:数据元素之间存在一种一对多的层次关系。
类比思维导图。
4. 图形结构:数据元素是多对多的关系。
物理结构(存储结构):是指数据的逻辑结构在计算机中的存储形式。
数据的存储结构应正确反映数据元素之间的逻辑关系。
数据元素的存储结构形式有两种:
- 顺序存储结构:数据元素放在地址连续的存储单元里,说通俗点就是排队占位。数组就是顺序存储结构。当年告诉计算机你要建立一个有9个整型数据的数组时,计算机就在内存中找了片空地,按照一个整型所占位置的大小乘以9。
- 链式存储结构:数据元素存放在任意的存储单元里,这组存储单元可以时连续的,也可以是不连续的。
数据元素的存储关系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的数据元素的位置。
如下图:数据元素1那里有一个存放数据元素2地址的指针;数据元素2那里有一个存放数据元素3地址的指针……
1.4 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。
数据类型是按照值的不同划分的。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。 - 数据类型可以分为两类:
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,是可以分解的。例如,整型数组是由若干整型数据组成的。 - 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。
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