数据结构 - 绪论

12/30/2020 数据结构Java

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

把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

  • 队头元素出队
  • 新元素入队
  • 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:

  • 定义逻辑结构:
    • 数据元素之间的关系
  • 定义数据的运算
    • 针对实现需求应该对逻辑结构进行什么样的运算
    • 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
Last Updated: 8/21/2021, 2:08:30 PM