数据结构---C++版_数据结构(c++版)-程序员宅基地

技术标签: 数据结构  

第 1 章 数据结构的基本概念
1.1 数据结构在程序设计中的作用
1)程序设计的实质是什么?
数据表示:将数据存储在计算机(内存)中
数据处理:处理数据,设计方案(算法)
1.2 计算机求解问题:
1)问题→抽象出问题的模型→求模型的解
问题——数值问题、非数值问题
2)数 值 问 题→数学方程
非数值问题→数据结构
3)本书讨论非数值问题的数据组织和处理,主要内容如下:
(1)数据的逻辑结构:线性表、树、图等数据结构,其核心
是如何组织待处理的数据以及数据之间的关系;
(2)数据的存储结构:如何将线性表、树、图等数据结构存
储到计算机的存储器中,其核心是如何有效地存储数据以及
数据之间的逻辑关系;
(3)算法:如何基于数据的某种存储结构实现插入、删除、
查找等基本操作,其核心是如何有效地处理数据;
(4)常用数据处理技术:查找技术、排序技术、索引技术等。
1.3 数据结构的基本概念
1)数据结构的基本概念
(1)数据:所有能输入到计算机中并能被计算机程序识别和处理的符号集合。
数值数据:整数、实数等
非数值数据:图形、图象、声音、文字等
(2)数据元素:数据的基本单位,在计算机程序中通常作为一个整体进行考虑和处理。
(3)数据项:构成数据元素的不可分割的最小单位。
2)数据、数据元素、数据项之间的关系
(1)包含关系:数据由数据元素组成,数据元素由数据项组成。
(2)数据元素是讨论数据结构时涉及的最小数据单位,其中的数据项一般不予考虑。
3)数据结构的基本概念
(1)数据结构:相互之间存在一定关系的数据元素的集合。
按照视点的不同,数据结构分为逻辑结构和存储结构。
逻辑结构:指数据元素之间逻辑关系的整体。
(2)数据的逻辑结构是从具体问题抽象出来的数据模型
数据的逻辑结构在形式上可定义为一个二元组:
Data_Structure = (D, R)
其中D是数据元素的有限集合,R是D上关系的集合。
(3)存储结构:又称为物理结构,是数据及其逻辑结构在计算机中的表示。
(4)存储结构实质上是内存分配,在具体实现时依赖于计算机语言。
5)数据结构从逻辑上分为四类:
(1)集合:数据元素之间就是“属于同一个集合” ;
(2)线性结构:数据元素之间存在着一对一的线性关系;
(3)树结构:数据元素之间存在着一对多的层次关系;
(4)图结构:数据元素之间存在着多对多的任意关系。
6)通常有两种存储结构:
(1)顺序存储结构:用一组连续的存储单元依次存储数据元素,数据元素之间的逻辑关系由元素的存储位置来表示。
(2)链接存储结构:用一组任意的存储单元存储数据元素,数据元素之间的逻辑关系用指针来表示 。
7)逻辑结构和存储结构之间的关系
(1)数据的逻辑结构属于用户视图,是面向问题的,反映了数据内部的构成方式;数据的存储结构属于具体实现的视图,是面向计算机的。
(2)一种数据的逻辑结构可以用多种存储结构来存储,而采用不同的存储结构,其数据处理的效率往往是不同的。
8)抽象数据类型
(1) 数据类型(Data Type):一组值的集合以及定义于这个值集上的一组操作的总称。
例如:C++中的整型变量
(2)抽象(Abstract):抽出问题本质的特征而忽略非本质的细节。
例如: 地图、驾驶汽车
(3)抽象数据类型(Abstract Data Type,ADT):一个数据结构以及定义在该结构上的一组操作的总称。
注意:在设计ADT时,把ADT的定义、设计和实现分开来。定义部分只包含数据的逻辑结构和所允许的操作集合,一方面,ADT的使用者依据这些定义来使用ADT,即通过操作集合对该ADT进行操作;另一方面,ADT的实现者依据这些定义来完成该ADT各种操作的具体实现。
9)抽象数据类型
A

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