数据结构与算法绪论

数据结构与算法绪论


一、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。

这样说太不好理解了,其实数据结构是这样的:

  • 程序设计 = 数据结构 + 算法

再简单地说,数据结构就是关系,就是数据元素相互之间存在的一种或多种特定关系的集合。


二、逻辑结构和物理结构

传统上,把数据结构分为逻辑结构和物理结构。

  • 逻辑结构:指数据对象中数据元素之间的相互关系。
  • 物理结构:指数据的逻辑结构在计算机中的存储形式。

三、四大逻辑结构

(1)集合结构

集合结构中的数据元素除了同属于一个集合之外,它们之间没有其他不三不四的关系。
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(2)线性结构

线性结构中的数据元素之间是一对一的关系。
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(3)树形结构

树形结构中的数据元素之间存在一种一对多的关系。
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(4)图形结构

图形结构的数据元素是多对多的关系。
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四、物理结构

  • 根据物理结构的定义,我们实际上研究的就是如何把数据元素存储到计算机的存储器中。
  • 存储器是针对内存而言的,像硬盘、软盘、光盘、U盘等外部存储器的数据组织通常用文件结构来描述。
  • 数据元素的存储形式有两种:顺序存储和链式存储。
    • 顺序存储是把数据元素存放在地址连续的存储单元内,其数据间的逻辑关系和物理关系是一致的。
    • 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,也可以是非连续的。很显然,这样的话,链式存储结构的数据元素存储关系不能反映其逻辑关系,因此需要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。