数据结构学习笔记——总述

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。

介绍一个很常见的公式：

程序设计 = 数据结构 + 算法

基本概念和术语

1、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。

2、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。

如人类比作数据，则每一个人就是数据元素了。

3、数据项

一个数据元素可以由若干个数据项组成。

把一个人比作一个数据元素，眼、耳、鼻等，就是数据项。

数据项是数据不可分割的最小单位。

4、数据对象

数据对象是性质相同的数据元素的集合，是数据的子集。

什么叫性质相同呢，是指数据元素具有相同数量和类型的数据项，如相同生日的人，就可以叫做一类数据对象。

5、数据结构

不同数据元素之间不是独立的，而是存在特定的关系，我们把这种关系叫做 结构。

数据结构：是相互之间存在一种或者多种特定关系的数据元素的集合。

逻辑结构和物理结构

1、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。

可以分为一下四种：

• 集合结构
• 线性结构
• 树形结构
• 图形结构

a、集合结构

集合结构中的数据元素除了同属一个集合外，它们之间没有其他关系。

简言概括为 全平等

b、线性结构

线性结构中的数据元素之间是一对一的关系。

一对一

c、树形结构

树形结构中数据元素之间存在一种一对多的层次关系。

一对多

d、图形结构

图形结构的数据元素是多对多的关系。

多对多

用示意图表示数据的逻辑结构时，需注意：

• 将每一个数据元素看作一个节点，用圆圈表示；
• 元素之间的逻辑关系用节点之间的连线表示，如果这个关系是由方向的，就用带箭头的连线表示。

2、物理结构

物理结构是指数据的逻辑结构在计算中的存储形式。

主要分为：

• 顺序存储结构
• 链式存储结构

a、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。

b、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映其逻辑关系，因此需要用一个指针存放数据元素的地址，通过地址，就能找到相关联的数据元素的位置。

抽象数据类型

数据类型：是指一组性质相同的值的集合及定义在此集合上的一些操作的总称。

在c语言中，按照取值的不同，可以分为：

• 原子类型：是不可以再分解的基本类型，包括整型、实型、字符型；
• 结构类型：由若干个类型组合而成，是可以再分解的，如整型数组是由若干整型数据组成的。

抽象数据类型：是指一个数学模型及定义在该模型上的一组操作。

一个抽象数据类型定义了：一个数据对象、数据对象中各数据元素之间的关系及对数据元素的操作。

抽象数据类型体现了程序设计中的问题分解、抽象和信息隐藏的特性。