数据结构---学习前的必知知识

亦凉 2023-09-24 22:32 126阅读 0赞

*欲知权力带来的痛苦，去问那些当权者；欲知权力带来的乐趣，去问那些追逐权势者：权力带来的痛苦是真实的，而权力带来的乐趣只不过是凭空想象的。*

### 文章目录 ###

*  学习方向
 *  数据结构的主要内容
 *  数据结构的基本概念和术语
 *   *  数据
     *  数据元素
     *  数据项
     *  数据对象
 *  数据结构
 *   *  逻辑结构
     *   *  集合结构
         *  线性结构
         *  树结构
         *  图结构或网状结构
 *  线性结构与非线性结构
 *  存储结构
 *   *  顺序存储结构
     *  链式存储结构

# 学习方向 #

对字符、表格和图像等具有一定结构的数据进行处理。这些数据内容存在着某种联系，只有分清楚数据的内在联系，合理地组织数据，才能对它们进行有效的处理，设计出高效的算法。如何合理地组织数据、高效地处理数据，这就是我们学习“ 数据结构”主要的学习方向。

# 数据结构的主要内容 #

计算机用于数值计算时，一般要经过如下几个步骤:  
1. 从具体问题中抽象出数学模型  
2. 设计一个用于此数学模型的算法  
3. 编写程序，进行测试、调试，直到解决问题。  
在此过程中寻求数学模型的实质是分析问题，从中提取操作的对象，并找出这些操作对象之间的关系，然后用数学语言加以描述，即建立相应的数学方程。求解这些数学方程的算法属于计算数学研究的范畴，如高斯消元法、差分法、有限元法等算法。数据结构主要研究非数值计算问题，非数值计算问题无法用数学方程建立数学模型。

# 数据结构的基本概念和术语 #

## 数据 ##

数据(Data)是客观事物的符号表示，是所有能输入计算机中并被计算机程序处理的符号的总称。如数学计算中用到的整数和实数，文本编辑中用到的字符串，多媒体程序处理的图形、图像、声音及动画等通过特殊编码定义后的数据。

## 数据元素 ##

\*\*数据元素( Data Element )\*\*是数据的基本单位，在计算机中通常作为一个整体进行考虑和处理。在有些情况下，数据元素也称为元素、记录等。数据元素用于完整地描述一个对象，如前一节示例中的一名学生记录，树中棋盘的一个格局(状态)，以及图中的一个顶点等。

## 数据项 ##

数据项(Data Item)是组成数据元素的、有独立含义的、不可分割的最小单位。

## 数据对象 ##

数据对象( Data Object )是性质相同的数据元素的集合，是数据的一个子集,不论数据元索集合是无限集(如整数集)，或是有限集(如字母字符集) .还是由多个数据项组成的复合数据元素(如学生表)的集合，只要集合内元素的性质均相同，都可称之为一个数据对象。

# 数据结构 #

数据结构( Data Structure )是相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合。数据结构是带“结构”的数据元素的集和，“结构” 就是指效据元家之间存在的关系。数据结构包括逻辑结构和存储结构两个层次。

## 逻辑结构 ##

数据的**逻辑结构**是从逻辑关系上描述数据。它与数据的存储无关，是独立于计算机的。因此，数据的逻辑结构可以看作从具体问题中抽象出来的数学模型。  
数据的逻辑结构有两个要素:一是数据元素:二是关系。数据元素的含义如前所述，关系是指数据元素间的逻辑关系。根据数据元素之间关系的不同特性，数据的逻辑结构通常有4类基本逻辑结构，它们的复杂程度依次递进。  
![请添加图片描述][4ad0a440fe874eeaacba5ba15cff48b7.jpeg]

### 集合结构 ###

数据元素之间除了“属于同一一集合”的关系外，别无其他关系。  
*例：确定一名字生是否为班级成员，只需将班级看作一一个集合结构。*

### 线性结构 ###

数据元素之间存在一对一一的关系。  
*例：将学生信息数据按照其人学报到的时间先后顺序进行排列，将组成一个线性结构。*

### 树结构 ###

数据元素之间存在一对多的关系。  
例：在班级的管理体系中，班长管理多个组长，每位组长管理多名组员，从而构成树结构。

### 图结构或网状结构 ###

数据元素之间存在多对多的关系。  
例：多位同学之间的朋友关系，任何两位同学都可以是朋友，从而构成图结构或网状结构。

# 线性结构与非线性结构 #

线性结构包括**线性表**、**栈和队列**( 具有特殊限制的线性表，数据操作只能在表的一端或两端进行) 、**字符串**(也是特殊的线性表，其特殊性表现在它的数据元素仅由一一个字符组成)、**数组**(是线性表的推广，它的数据元素是一个线性表），**广义表**(也是线性表的推广，它的数据元素是一个线性表， 但不同构，即或者是单元素，或者是线性表)。非线性结构包括**树结构**分为树(具有多个分支的层次结构)和二叉树(具有两个分支的层次结构) 、**图结构**分为有向图( 一种图结构，边是顶点的有序对)和无向图(另一种图结构，边是顶点的无序对) \]和**集合结构**。![请添加图片描述][1d85c787d2a44903b408d7200cd0e1d2.jpeg]

# 存储结构 #

**数据对象在计算机中的存储表示称为数据的存储结构，也称为物理结构**。把数据对象存储到计算机时，通常要求既要存储各数据元素的数据，又要存储数据元素之间的逻辑关系，数据元素在计算机内用一个结点来表示。数据元素在计算机中有两种基本的存储结构，分别是*顺序存储结构*和*链式存储结构*。

## 顺序存储结构 ##

顺序存储结构是借助元素在存储器中的相对位置来表示数据元素之间的逻辑关系的，通常借助程序设计语言的数组类型来描述。

## 链式存储结构 ##

链式存储结构，无须占用一整块存储空间。但为了表示结点之间的关系，需要给每个结点附加指针字段， 用于存放后继元索的存储地址。所以链式存储结构通常借助于程序设计语言的指针类型来描述。![请添加图片描述][10d12e8763e2427e818c1e1d05729225.jpeg]  
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最后的话 ：如果大家觉得这篇文章对你们有帮助的话希望你们能够点点关注，你们的关注是我继续写下去的动力，谢谢大家。  
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