一、数据结构起源
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数据结构：是相互之间存在在一种或多种特定关系的数据元素的集合。
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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。
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程序设计=数据结构+算法
二、基本概念和术语
1、数据
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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。
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数据的类型：
- 数值类型：整形、实型等
- 非数值类型：字符、声音、图像、视频等
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数据 ≈ 符号，前提：
- 可以输入到计算机中
- 能被计算机程序处理
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。
- 举例：
- 人类的数据元素：人
- 畜类的数据元素：牛、马、羊、鸡、猪、狗等
3、数据项
- 数据项：一个数据元素可以有若干个数据项组成
- 数据项是数据不可分割的最小单位
- 举例：
- 人的数据项：
- 眼、耳、鼻、嘴、手、脚
- 姓名、年龄、性别、出生地址、联系电话等
- 人的数据项：
4、数据对象
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数据对象：是性质相同的数据元素的集合，是数据的子集。
- 性质相同：数据元素具有相同数量和类型的数据项
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数据对象，在不产生混淆的情况下，简称为数据
5、数据结构
- 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。
- 结构：不同数据元素之间不是独立的，而是存在特定的关系，这些关系便称为结构。
三、逻辑结构与物理结构
数据结构分为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。
- 逻辑结构分为：集合结构、线性结构、树形结构、图形结构
（1）集合结构
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集合结构：集合结构中的数据元素除了同属于一个集合外，他们之间没有其他关系。
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各个数据元素是“平等”的，它们的共同属性是“同属于一个集合”
（2）线性结构
- 线性结构：线性结构中的数据元素之间是一对一的关系
- 符合的数据元素：
- 线性表：零个或者是多个数据元素的有限序列。
- 栈：栈(stack)是限定仅在表尾进行插入和删除操作的线性表，是一种特殊的线性表，所以属于线性结构
- 队列：队列(queue)是只允许在一端进行插入操作，而在另外一端进行删除操作的线性表，是一种特殊的线性表，所以属于线性结构
- 串：串(string)是由零个或者多个字符组成的有限序列
（3）树形结构
- 树形结构：树形结构中的数据元素之间存在一种一对多的层次关系
- 树一般分为一般树和二叉树
（4）图形结构
- 图形结构：图形结构的数据元素是多对多的关系
- 将每个数据元素看做一个结点，用圆圈表示。
- 元素之间的逻辑关系用结点之间的连线表示，如果这个关系是有方向的，那么用带箭头的连线表示
- 图一般分为有向图和无向图
2、物理结构
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物理结构（存储结构）：是指数据的逻辑结构在计算机中的存储形式
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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
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存储结构应正确反映数据元素之间的逻辑关系
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存储结构分为顺序存储和链式存储
（1）顺序存储结构
- 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。
- 优点：随机访问
- 缺点：插入删除效率低，大小固定
（2）链式存储结构
- 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。
- 优点：大小动态扩展，插入删除效率高
- 缺点：不能随机访问。
四、抽象数据类型
1、数据类型
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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
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数据类型可以分为：原子类型和结构类型。
- 原子类型：是不可以再分解的基本类型，包括整型、实型、字符型等
- 结构类型：由若干个类型组合而成，是可以再分解的。
- 例如，整型数组是由若干整型数据组成的。
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抽象是指抽取出事物具有的普遍性的本质。
2、抽象数据类型
- 抽象数据类型（ADT）：是指一个数学模型及定义在该模型上的一组操作。（仅取决于它的一组逻辑特性）
- 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问题分解、抽象和信息隐藏的特性。
- 描述抽象数据类型的标准格式：
ADT 抽象数据类型名
Data
数据元素之间逻辑关系的定义
Operation
操作1
初始条件
操作结果描述
操作2
....
操作n
....
endADT