一 、说明
又到了一年的跳槽季,不会点数据结构与算法的知识怎么行呢?本系列文章参考(剽窃— _—)《大话数据结构》,希望大家共勉。
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二、基本概念和术语
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。 数据不仅仅包括整型、实型等数值类型,还包括字符及声音、图像、视频等非数值类型。
我们这里说的数据,其实就是符号,而且这些符号必须具备两个前提:
• 可以输入到计算机中。
• 能被计算机程序处理
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。
比如,牛、马、羊、鸡、猪、 狗等动物就是禽类的数据元素。
数据项
数据项:一个数据元素可以由若干个数据项组成。
比如人这样的数据元素,可以有眼、耳、鼻、嘴、 手、脚这些数据项,也可以有 姓名、年龄、性别、出生地址、联系电话等数据项,具体有哪些数据项,要视你做的系统来决定。
数据项是数据不可分割的最小单位。在数据结构中,我们把数据项定义为最小单位,是有助于我们更好地解决问题。所以,记住了,数据项是数据的最小单位。但真正讨论问题时,数据元素才是数据结构中建立数据模型的着眼点。就像我们讨论一部电影时,是讨论这部电影角色这样的"数据元素",而不是针对这个角色的姓名或者年龄这样的"数据项"去研究分析。
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,比如,还是刚 才的例子,人都有姓名、生日、性别等相同的数据项。
数据结构
结构,简单的理解就是关系,比如分子结构,就是说组成分子的原子之间的排列方式。严格点说, 结构是指各个组成部分相互搭配和排列的方式,在现实世界中,不同数据元素之间不是独立的,而是存在特定的关系,我们将这些关系称为结构。 那数据结构是什么?
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。
三、逻辑结构与物理结构
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。其实这也是我们今后最需要关注的问题。 逻辑结构分为以下四种:
(1)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。 各个数据元素是"平等’的,他们的共同属性是"同属于一个集合"。数据结构中的集合关系就类似于数学中的集合。
(2)线性结构:线性结构中的数据元素之间是一对一的关系 。
(3)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。
(4)图形结构:图形结构的数据元素是多对多的关系 。
我们在用示意图表示数据的逻辑结构时,要注意两点:
• 将每一个数据元素看做一个结点,用圈圈表示。
• 元素之闯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,那么用带箭头的连续表示。
物理结构(存储结构)
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。
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计算机的存储器中。存储器主要是针对内存而言的,像硬盘、软盘、光盘等外 部存俯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。
这种存储结构其实很简单,说白了 , 就是排队占位。大家都按顺序排好,每个人 占一小段空间,大家谁也别插谁的队。 我们之前学计算机语言时,数组就是这样的顺 序存储结构。当你告诉计算机,你要建立一个有 9 个整型数据的数组时,计算机就在内存中找了片空地, 按照一个整型所占位置的大小乘以 9 ,开辟一段连续的空间,于 是第一个数组数据就放在第-个位置,第二个数据放在第二个,这样依次摆放。
(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.。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,这样通过地址就可以找到相关联数据元素的位置。
显然,链式存储就灵活多了,数据存在哪里不重要,只要有一个指针存放了相应的地址就能找到他了。
四、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。
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。
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。
事实上, 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。抽象数据类型把实际生活中的问题分解为多个规模小且窑易处理的问题, 然后建立一个计算机能处理的数据模型,并把每个功能模块的实现细节作为一个独立的单元,从而 使具体实现过程隐藏起来。
五、总结回顾
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。
逻辑结构 | 物理结构 |
---|---|
集合结构 | 顺序存储结构 |
线性结构 | 链表存储结构 |
树形结构 | |
图形结构 |
以上就是数据结构需要掌握的一些基础概念,当然我这里是博客不是写书,有些地方说的不是那么细,如果大家感兴趣最好还是去亲自看看《大话数据结构》这本书。
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