【数据结构与算法】1.数据结构绪论

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1. 什么是数据结构

数据结构是计算机中存储、组织数据的方式。

数据结构是一种具有一定逻辑关系，在计算机中应用某种存储结构，并且封装了相应操作的数据元素集合。它包含三个方面的内容、逻辑关系、存储关系及操作。

美国的高德纳教授在《计算机程序设计艺术》中提到 程序设计 = 数据结构 + 算法

2. 基本概念和术语

• 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

• 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

• 数据项：一个数据元素可以由若干个数据项组成。数据项是数据不可分割的最小单位

• 数据对象：是性质相同的数据元素的集合，是数据的子集。

3. 逻辑结构和物理结构

按照视点的不同，我们把数据结构分为逻辑结构和物理结构

3.1 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。

逻辑结构分为以下四种

1. 集合结构：集合结构中数据元素除了同属于一个集合外，它们之间没有其他关系。

2. 线性结构：线性结构中数据元素之间是一对一的关系

3. 树形结构：树形结构中数据元素之间存在一种一对多层次关系

4. 图形结构：图形结构的数据元素是多对多的关系

3.2 物理结构

物理结构：是指数据的逻辑结构在计算机中的存储形式

数据是数据元素的集合，那么根据物理结构的定义，实际上就是如何把数据元素存储到时间就是的存储器中。存储器主要是针对内存而言的，像硬盘、软盘、光盘等外部存储器的数据组织通常用文件结构来描述

数据的存储结构应正确反映数据元素之间的逻辑关系，这才是最为关键的，如何存储数据元素之间的逻辑关系，是实现物理结构的重点和难点

数据元素的存储结构形式有两种：顺序存储和链式存储

1. 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

   

2. 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

   

逻辑结构是面向问题的，而物理结构就是面向计算机的，其基本的目标就是将数据及逻辑关系存储到计算机的内存中。

4. 抽象数据类型

4.1 数据类型

数据类型：是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

抽象是指抽取出事物具有的普遍性的本质。它是抽出问题的特征而忽略非本质的细节，是对具体事物的一个概括。抽象是一种思考问题的方式，它隐藏了繁杂的细节，只保留实现目标所必需的信息

4.2 抽象数据类型

抽象数据类型（Abstract Data Type，ADT）：是指一个数学模型及定义在该模型上的一组操作。抽象数据类型的定义仅取决于它的一组逻辑特性，而与其在计算机内部如何表示和实现无关。

5. 总结：

数据结构的一些相关概念：

由这些概念，给出了数据结构的定义：数据结构是相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合

同样是结构，从不同的角度来讨论，会有不同的分类：

在您开始阅读专栏文章之前，您必须具备基本的 Java 编程的概念。如果您还不了解这些概念，那么建议您先阅读我的Java SE语法