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数据结构 - 绪论

February 4, 2021 • Read: 67 • 教程学习

数据

数据是信息的载体,是描述客观事物属性的数、字符以及所有能输入到计算机中并能被计算机程序识别和处理的符号集合。数据是计算机程序加工的原料。

数据元素、数据项

数据元素是数据的基本单位,通常作为一个整体进行考虑和处理。一个数据元素可由若干个数据项组成,数据项是构成数据元素的不可分割的最小单位

数据元素、数据项

数据结构、数据对象

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。

数据对象是具有相同性质的数据元素的集合,是数据的一个子集。

数据结构的三要素

  • 逻辑结构

    • 集合

    各个元素同属一个集合,别无其它关系

    • 线性结构

    数据元素之间是一对一的关系,除了第一个元素,所有元素都有唯一前驱;除了最后一个元素,所有元素都有唯一后继

    • 树形结构

    数据元素之间是一对多的关系

    • 图状结构(网状结构)

    数据元素之间是多对多的关系

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  • 物理结构(存储结构)

如何用计算机表示数据元素的逻辑关系

    • 顺序存储

    逻辑上相邻的元素存储在物理位置上也相邻的存储单元中,元素之间的关系由存储单元上的邻接关系来体现

    • 链式存储

    逻辑上相邻的元素在物理位置上可以不相邻,借助指示元素存储地址的指针来便是元素之间的逻辑关系

    • 索引存储

    在存储元素信息的同时,还建立附加的索引表,索引表中的每项称为索引项,索引项的一般形式是(关键字,地址)

    • 散列存储

    根据元素的关键字直接计算出该元素的存储地址,又称哈希(hash)存储

    • 数据运算

    施加在数据上的运算包括运算的定义和实现。运算的定义是针对逻辑结构的,指出运算的功能:运算的是现实是针对存储结构的,指出运算的具体操作步骤

    举例

    逻辑结构--线性结构(队列)

    结合现实需求定义队列这种逻辑结构的运算

    ①队头元素出队

    ②新元素入队

    ③输出队列长度

    总结

    • 若采用顺序存储,则各个数据元素在物理上必须是连续的;若采用非顺序存储,则各个数据元素在物理上可以是离散的。
    • 数据的存储结构会影响存储空间分配的方便程度
    • 数据的存储结构会影响数据运算的速度

    数据类型

    数据类型是一个值的集合和定义在此集合上的一组操作的总称

    • 原子类型:其值不可再分的数据类型。

      • bool类型:

        • 值的范围:true、false
        • 可以进行的操作:与、或、非……
      • int类型:

        • 值的范围:不同的语言不同
        • 可进行的操作:加、减、乘、除……
    • 结构类型:

      • struct

        • 需要根据具体的业务需求来确定值的范围,可进行的操作

    抽象数据类型(Abstract Data Type,ADT)

    是抽象数据组织及与之相关的操作

    • ADT用数学化的语言定义数据的逻辑结构、定义运算。与具体的实现无关。

    在探讨一个数据结构时:

    ①定义逻辑结构:

    • 数据元素之间的关系

    ②定于数据的运算

    • 针对实现需求应该对逻辑结构进行什么样的运算

    ③确定某种存储结构,实现数据结构,并实现一些数据结构的基本运算

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