绪论 -- 数据结构简述

什么是数据结构?
  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。

什么是数据?
  “巧妇难为无米之炊”,再强大的计算机,也要有“米“才能下锅,才能干活,否则就是一堆破铜烂铁,这个”米“就是数据。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集合。数据不仅仅包括整形、实型等数值类型,还包括字符及声音、图像、视频等非数值类型。

什么是数据元素?
  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。
  比如动物类中,牛、马、羊、鸡、鸭、鹅就是其数据元素。

什么是数据项?
  一个数据元素可以由若干数据项组成,数据项是数据不可分割的最小单位。
  比如人这样的数据元素,有眼、耳、鼻、口、手、脚这些数据项,也可以有姓名、年龄、性别、出生地址、联系电话等数据项,具体哪些数据项,要根据你的系统决定。

研究数据结构的意义?
  在计算机中,数据元素不是孤立、杂乱无序的,而是具有内在联系的数据集合。数据元素之间存在的一种或多种特定关系,也就是数据的组织形式。为编写一个好的程序,必须分析待处理对象的特性及各处理对象之间存在的关系,这也就是研究数据结构的意义所在。

逻辑结构和物理结构
  按照视点的不同,可以把数据结构分为逻辑结构和物理结构。

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。

  • 逻辑结构分为以下四种:

    • 集合结构:集合结构中的数据元素除了同属于一个集合外,它们之间没有其他关系。各个数据元素是“平等”的,它们的共同属性是同属于一个集合。


    • 线性结构:线性结构中的数据元素是一对一的关系。

    • 树形结构:树形结构中的元素之间存在一种一对多的层次关系。

    • 图形结构:图形结构的数据元素是多对多的关系。

  • 物理结构
    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。
      数据是数据元素的集合,那么根据物理结构的定义,实际上就是如何把数据元素存储到计算机的存储器中。数据的存储结构应正确反映数据元素之间的逻辑关系,这才是最关键的,如何存储数据元素之间的逻辑关系,是实现物理结构的重点和难点。

数据元素的存储结构形式有两种:顺序存储和链式存储。

  • 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。

  顺序存储结构说白了就是排队占位,大家都按顺序排好,每个人占一小段控件,大家谁也别插谁的队,数组就是这样的顺序存储结构。

  • 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应其逻辑关系,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。链式存储结构比较灵活,数据存在哪里不重要,只要有一个指针存放了相应的地址就能找到它了。比如现在去银行医院等地方,去了先领一个号,等着叫号,在等待的时候你可以做任何事情,只要及时回来就行。

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