数据结构与算法(1)-数据结构绪论

一.基本概念和术语

1.数据

(1)定义：

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

(2)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

2.数据元素

(1)定义：

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

3.数据项

(1)定义：

数据项，一个数据元素可以由若干个数据项组成

(2)数据项是数据不可分割的最小单位

4.数据对象

(1)定义：

数据对象，是性质相同的数据元素的集合，是数据的子集

(2)数据对象是数据的子集

在实际应用中，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，都将数据对象简称为数据

5.数据结构

(1)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

二.逻辑结构与物理结构

    按照视点的不同，我们把数据结构分为逻辑结构和物理结构

1.逻辑结构

(1)定义：

逻辑结构，是指数据对象中数据元素之间的相互关系

(2)集合结构：

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”。数据结构中的集合关系就类似于数学中的集合（如图所示）

(3)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（如图所示）

(4)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（如图所示）

(5)图形结构：

图形结构：图形结构的数据元素是多对多的关系（如图所示）

2.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

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（如图所示）

(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。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

3.结构关系图

三.数据类型

1.数据类型

(1)定义：

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

(2)数据类型是按照值的不同进行划分的。

在高级语言中，每个变量、常量和表达式都有各自的取值范围。类型就用来说明变量或表达式的取值范围和所能进行的操作

2.抽象数据类型

(1)定义：

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。抽象数据类型的定义仅取决于它的一组逻辑特性，而与其在计算机内部如何表示和实现无关。

(2)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