数据结构

相关概念

程序=数据结构+算法

算法：对特定问题求解方法和步骤的一种描述，是指令的有限序列

算法的描述：

• 自然语言
• 流程图：传统流程图、NS流程图（盒图）
• 伪代码
• 程序代码

算法的特性：

• 有穷性：有穷步之后结束，每一步都在有穷时间内
• 确定性：有确切含义，无二义性
• 可行性：可执行的
• 输入：0或多个输入
• 输出：1或多个输出

算法的设计要求：

• 正确性
• 可读性
• 健壮性
• 高效性

具体问题抽象为数学模型：

1. 分析问题
2. 提取操作对象
3. 找出操作对象之间的关系
4. 用数学语言描述 ->数据结构

1. 数据：
   • 能输入计算机并能被计算机处理的各种符号的集合
   • 信息的载体
   • 对客观事物的符号化表示
   • 能被计算机识别、存储、加工

2. 数据元素/元素/记录/顶点/结点：数据的基本单位，在计算机中通常作为一个整体进行考虑

3. 数据项：构成数据元素的不可分割的最小单位

数据>数据元素>数据项

数据对象：性质相同的数据元素的集合，是数据的子集

数据结构：数据元素相互之间的关系

• 逻辑结构；是数据结构的抽象

  • 线性结构：有且仅有一个开始和一个重点结点，并且一个结点只有直接前驱和一个直接后继，如：线性表、队列、串、栈

  • 非线性结构：（一对多或多对多）一个结点可能有多个直接前驱和直接后继，如：树、图

    ​

  • 集合结构：结构中的数据元素除了在一个集合外，无其他关系

  • 线性结构：结构中的数据元素存在一对一的线性关系

  • 树形结构：结构中的数据元素存在一对多的层次关系

  • 图状结构：结构中的数据元素存在多对多的任意结构

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• 存储结构（物理结构）：数据元素及其关系在计算机内存中的表示（映像）；是数据结构的实现

  • 顺序存储结构：用一组连续的存储单元依次存储数据元素，数据元素之间的逻辑关系由元素的存储位置来表示（C语言中的数组）

  • 连式存储结构：用一组任意的存储单元存储数据元素，数据元素之间的逻辑关系用指针表示（C语言中的指针）；存储了元素本身还存储了下一个元素的地址

  • 索引存储结构：在存储结点信息的同时，还建立附加的索引表

  • 散列存储结构：根据结点的关键字直接计算出该结点的存储地址

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• 数据的运算和实现：对数据元素可以施加的操作，以及这些操作在相应存储结构上的实现