1.1 数据结构的基本概念

数据结构的基本概念

• 基本概念
  1. 数据
  2. 数据元素、数据项
  3. 数据对象、数据结构
  4. 数据类型、抽象数据类型（ADT）
• 三要素
  1. 逻辑结构
  2. 物理结构（存储结构）
  3. 数据的运算

基本概念

数据

数据是信息的载体，能转换成二进制传入电脑的都叫数据

数据元素和数据项

数据元素是数据的基本单位，一个数据元素又由若干个数据项组成，数据项是构成数据元素的不可分割的最小单位。

例如：一个账号可看作一个数据元素，账号里的昵称、性别、生日...等都称为数据项。

数据对象和数据结构

数据对象：是具有相同性质的数据元素的集合，是数据的一个子集。

数据结构：是相互之间存在某种特定关系的数据元素的集合。

就像某店海底捞的排队顾客（数据元素），每个顾客的关系是连续的，每个顾客就产生了数据结构。

而全国的海底捞顾客的信息是相同性质的，所以全国的海底捞顾客（数据元素）就是一个数据对象。

数据类型和抽象数据类型

数据类型：是一个值的集合和定义在此集合上的一组操作的总称

1. 原子类型。其值不可再分的数据类型。（bool、int......）
2. 结构类型。其值可以再分解为若干成分（分量）的数据类型。（结构体）

抽象数据类型(Abstract Data Type,ADT)：是抽象数据组织及与之相关的操作。

ATD用数学化的语言定义数据的逻辑结构、定义运算。（就是涉及到了，逻辑结构和数据的运算）

知识回顾

 三要素

逻辑结构

• 集合 

  • 各个元素同属一个集合，别无其他关系

• 线性结构

  • 数据元素之间是一对一关系。
  • 除了第一个元素，所有元素都有唯一前驱。
  • 除了最后一个元素，所有元素都有一个后继。

• 树形结构

  • 数据元素之间是一对多的关系。

• 图形结构（网状结构）

  • 数据元素之间是多对多的关系。

物理结构（存储结构）

• 顺序存储

  • 各个数据元素在物理上必须是连续的

• 链式存储

  • 逻辑上相邻的元素在物理位置上可以不相邻

• 索引存储

  • 在存储元素信息的同时，还建立附加的索引表。

• 散列存储

  • 根据元素的关键字直接计算出该元素的存储地址。

数据的运算

运算的定义是针对逻辑结构的；运算的实现是针对存储结构。

什么是算法？

程序=数据结构+算法

数据结构：解决如何把现实世界的问题信息化，将信息存进计算机。同时还要实现对数据结构的基本操作。

算法：解决如何处理这些信息，以解决实际问题。

算法必须具备的特性

1. 有穷性

   • 一个算法必须在又穷步之后结束，且每一步都要在有穷时间内完成。

2. 确定性

   • 对于相同的输入只能得出相同的输出

3. 可行性

   • 算法描述的操作都可以同通过基本运算执行有限次来实现

4. 输入

   • 有零个或多个输入

5. 输出

   • 有一个或多个输出