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。
程序设计=数据结构+算法
先让我们了解一下什么事数据。
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合。
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。
也就是我们这里所说的数据,其实就是符号,而且这些符号必须具备两个前提:
1.可以输入到计算机中。
2.能被计算机程序处理。对于整型,实数等数值类型,可以进行数值计算。对于字符数据类型,就需要进行非数值的处理。而声音,图像,视频等其实是可以通过编码的手段变成字符数据来处理的。
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。
比如在动物类中,什么是数据元素呢?当然是阿猫,阿狗。什么的了。
再比如在人类中,什么是数据元素啊?那当然是人了!
数据项:一个数据元素可以由若干个数据项组成。
就比如人这个数据元素吧!可以有眼睛,耳朵,鼻子,嘴等这些数据项。也可以有姓名,身份证号,联系电话等数据项,具体有哪些数据项,要根据你做的系统来决定。
数据项是数据不可再分的最小单位。
什么是数据对象?
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,比如人都有姓名,生日,性别等相同的数据项。
既然数据对象是数据的子集,在实际的应用中,处理的数据元素通常具有相同性质,在不产生混淆的情况下,我们都将数据对象简称为数据。
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:简单的理解为就是关系,就比如说分子结构,就是说组成分子的原子之间的排序方式。而不同的数据元素之间不是独立的,而是存在特定关系的,我们将这些关系称为结构。
所以在计算机中数据元素并不是独立,杂乱无序的,而是具有内在联系的数据集合,数据元素之间存在的一种或多种特定关系,也就是数据的组织形式。
关系
逻辑结构:是指数据对象中数据元素之间的相互关系。
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,它们之间没有其他关系。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:线性结构的数据元素之间是一对一的关系。
像是一条链子一样。
如1-2-3-4-5-6
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。
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。
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计算机的存储器中,存储器主要是针对内存而的
数据的村粗结构应该正确反映数据元素之间的逻辑关系,这才是最为关键的。
数据元素的存储结构形式有两种:
1.顺序存储
2.链式存储
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,其数据减的逻辑关系和物理关系是一致的。
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。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。
抽象数据类型
数据类型:是指一组性质相同的值的集合以及定义在此集合上的一些操作的总称。
数据类型可以分为两类:
1.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。
2.结构类型:是由若干个类型组合而成的是可以再分的。
抽象:是指抽取出事物具有的普遍性的本质。
抽象数据类型:是指一个数学模型以及定义在该模型上的一组操作。
抽象的意义在于数据类型的舒徐抽象特性。
一个抽象数据定义了:
1.一个数据对象
2.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,抽象和信息的隐藏特性
总结:
数据——》数据对象——》数据元素——》数据项。
数据项组成数据元素,数据元素组成数据对象,数据对象是数据的子集。
数据结构是相互之间存在一种或多种特定的关系的数据元素的集合。
逻辑结构:
1.集合结构
2.线性结构
3.树形结构
4.图形结构
物理结构:
1.顺序存储结构
2.链式存储结构