数据结构

思维导图

第1章 概述

1.2基本概念和常用术语

1、数据（data）：
是描述客观事物的数、字符以及能输入计算机中并被计算机处理的符号的集合。
2、数据元素（data element）：
也称为结点，是数据的基本单位，可以由若干个数据项组成。数据项是具有独立含义的最小标识单位。
3、数据对象（data object）：
是具有相同性质的数据元素的集合，是数据的一个子集。

数据结构包含的内容

4、数据结构（data structure）：
是带有结构的数据元素的集合。包括数据的逻辑结构、数据的存储结构及数据的运算三个方面。结构指的是数据元素之间的相互关系，即数据的组织形式，结构中的数据元素成为结点。

数据结构包括三个方面：数据的逻辑结构、存储结构及运算。
数据的逻辑结构分为线性结构和非线性结构。
数据的存储结构分为顺序存储方法、链接存储方法、索引存储方法、散列存储方法。
数据的运算是定义在数据的逻辑结构上的，每种逻辑结构都有一个运算的集合，最常用的运算有：检索、插入、删除、更新、排序等。

5、数据的逻辑结构：
是数据元素之间的逻辑（或抽象）关系，与数据元素的存储结构无关，独立于计算机。数据的逻辑结构分为线性结构和非线性结构两大类。
线性结构：数据元素（结点）之间存在着一对一的关系，且结构中仅有一个开始结点和一个终端结点，其余结点都是仅有一个直接前趋和一个字节后继。如线性表、栈和队列。
非线性结构：数据元素之间存在着一对多或多对多的关系，即一个结点可能有多个直接前趋或多个直接后继。该结构包括树形结构、图形结构和网状结构等。

6、数据的存储结构：
是数据在计算机中存储表示（映像），亦称为数据的物理结构。它包括数据元素和关系的表示，是依赖于计算机语言的。数据的存储结构有以下四种：
①顺序存储结构： 把逻辑上相邻的结点存储在物理位置上也相邻的连续存储单元里。顺序存储主要应用于线性的数据结构，但非线性的数据结构也可通过某种线性化的方法来实现顺序存储。
②链式存储结构： 用一组不一定连续的存储单元存储逻辑上相邻的元素，元素间的逻辑关系是由附加的指针域表示的，它通常是借助于程序设计语言中的指针来描述的。
③索引存储结构： 在存储元素信息的同时，还建立附加的索引表。
④散列存储结构： 根据元素的关键字直接计算出该元素的存储地址。

7、数据的运算：
是定义在数据的逻辑结构上的，每种逻辑结构都有一个运算的集合，最常用的运算有：检索、插入、删除、更新、排序等。

8、数据类型（data type）：
是和数据结构密切相关的一个概念。所谓数据类型，是一个值的集合和定义在这个值上的一组操作的总称。
数据类型分为两类：一类是其值不可分解的称为原子类型（或非结构类型），例如C语言中的基本类型（整型、实型、字符型和枚举类型）以及指针类型和空类型等简单类型；另一类则是结构类型，其值可由若干个分量（或成分）按某种结构组成，它的分量可以是非结构型的，也可以是结构型的，例如C语言中的数组、结构等类型。

9、抽象数据类型（Abstract Data Type，ADT）：
是20世纪70年代提出的一种新概念，它是抽象数据组织和与之相关的操作。一个ADT可以看作是定义了相关操作运算的一个数学模型。例如，集合与集合的并、交、差等运算就可以定义为抽象的数据类型。
抽象数据类型可以看作是描述问题的模型，它独立于具体实现。它的特点是将数据定义和数据操作封装在一起，使得用户程序只能通过在ADT中定义的某种操作来访问其中数据，从而实现信息的隐藏性。这种抽象数据类型类似于C++中的类。

总结

数据结构{ 数据的逻辑结构（抽象）{ 线性结构非线性结构数据的存储结构（物理结构）{ 顺序存储方法链接存储方法索引存储方法散列存储方法数据的运算{ 检索插入删除更新排序等数据结构\begin{cases}数据的逻辑结构（抽象）\begin{cases}线性结构\\ 非线性结构\end{cases}\\ 数据的存储结构（物理结构）\begin{cases}顺序存储方法\\ 链接存储方法\\ 索引存储方法\\ 散列存储方法\end{cases}\\ 数据的运算\begin{cases}检索\\ 插入\\ 删除\\ 更新\\ 排序等\end{cases}\end{cases}数据结构⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪