數據結構的概念與三要素

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1、數據結構的基本概念

1.1 數據

數據是信息的載體,是描述客觀事物的數、字符、以及全部能輸入到計算機中,被計算機程序識別和處理的符號的集合。

例子：整數、實數和字符串都是數據。

1.2 數據元素

數據的基本單位，一般做爲一個總體進行考慮和處理。

1.3 數據項

構成數據元素的不可分割的最小單位。

例子：一個班學生的學生記錄是一個數據元素，學生記錄的每一項，好比學號、姓名、性別等是數據項。

1.4 數據對象

具備相同性質的數據元素的集合。

例子：大寫字母是一個數據對象，它是集合{‘A’,’B’,’C’……’Z’}。

1.5 數據類型

一個值的集合以及定義在此集合上的一組操做的總稱。

原子類型：其值不可再分的數據類型（好比整型，字符型）

結構類型：由若干成分按某種結構組成的，其值可再分的數據類型（好比Student，Frog）

抽象數據類型：抽象數據組織與之相關的操做

1.6 抽象數據類型（Abstract Data Type）

ADT是指一個數學模型以及定義在該模型上的一組操做。一般使用（數據對象、數據關係、基本操做集）三元組表示

1.7 數據結構

相互之間存在一種或多種特定關係的數據元素的集合，包括三方面的內容：邏輯結構、存儲結構和數據的運算

2、數據結構的三要素

2.1 數據的邏輯結構

• 指數據元素之間的邏輯關係

• 與數據的存儲無關，獨立於計算機

• 分爲線性結構和非線性結構

線性結構：線性表，棧，隊列，串，數組和廣義表

非線性結構：樹，圖，集合

2.2 數據的存儲結構

• 指數據在計算機中的表示，也稱物理結構

• 存儲結構是邏輯結構用計算機語言的實現

• 分爲4類：順序存儲 ，鏈式存儲，索引存儲和散列存儲

順序存儲：把邏輯上相鄰的元素存儲在物理位置也相鄰的存儲單元裏

鏈式存儲：不要求物理位置的相鄰，藉助指示元素存儲地址的指針表示元素之間的邏輯關係

索引存儲：在存儲元素信息的同時，添加附加的索引表

散列存儲：也稱hash存儲，根據結點的關鍵字經過散列函數直接計算出結點的存儲地址

2.3 數據運算

• 施加在數據上的運算（包括定義與實現）

• 通常爲數據的增、刪、改、查和排序等

• 運算的定義是針對邏輯結構

• 運算的實現是針對物理結構