数据结构———基本概念【详细解析】

发布于:2022-12-29 ⋅ 阅读:(562) ⋅ 点赞:(0)

目录

知识框架

NO.1什么是数据结构?

基本概念

1.数据

2.数据元素

3.数据对象

4.数据类型

5.数据结构

数据结构的三要素

1.数据的逻辑结构

2.物理结构(存储结构)

3.数据的运算

NO.2  算法

1.什么是算法?

2.算法的特性

3.算法的设计要求:

结语:


知识框架

数据结构 (Data Structure) 是计算机存储、组织数据的方式,指相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的
集合。

NO.1什么是数据结构?

基本概念

1.数据

数据:数据是信息的载体,是描述客观事物属性的数、字符以及所有能输入到计算机中并被程序识别和处理的符号的集合。(包括声音,视频等非数值类型)

2.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。也被成为记录。一个数据元素可由若干数据项组成,数据项是构成数据元素的不可分割的最小单位。

3.数据对象

数据对象:数据对象是具有相同性值的数据元素的集合,是数据的一个子集。

4.数据类型

数据类型:数据类型是一个值的集合和定义再此集合上的一组操作的总称。

(1)原子类型:不可再分的数据类型。(2)结构类型:可以再分为若干个变量。(3)抽象数据类型

5.数据结构

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。


数据结构的三要素

1.数据的逻辑结构

数据的逻辑结构:是指数据对象中数据元素之间的相互关系。包括

1.1集合结构:集合中的元素都同属于一个集合,但是相互之间没有关系。

1.2线性结构:线性结构中的数据元素之间是一对一的关系。

1.3树形结构:结构中数据元素之间存在一对多的关系。

1.4图形结构:数据元素之间是多对多的关系。

2.物理结构(存储结构)

存储结构:是指数据结构在计算机中的表示(又称映像),也称物理结构。
存储结构包括:

1.1顺序存储:在计算机中用一组地址连续的存储单元依次存储线性表的各个数据元素,称作线性表的顺序存储结构。(例如数组)

特点:1.随机存取表中元素。

           2.插入和删除操作需要移动元素。

1.2链式存储:逻辑上相邻的元素在物理位置上可以不相邻,借助指示元素存储地址的指针来表示元素之间的逻辑关系。(如链表)

特点:1.逻辑上相邻的节点物理上不必相邻。

           2.插入删除灵活(如头插等不需要移动节点,只需要改变节点中的指针)。

           3.查找结点时链式存储要比顺序存储慢(其访问命中率没有顺序表高)。

1.3索引存储:除建立存储结点信息外,还建立附加的索引表来标识结点的地址。索引表由若干索引项组成。

特点:索引存储结构是用结点的索引号来确定结点存储地址,其优点是检索速度快,缺点是增加了附加的索引表,会占用较多的存储空间。

1.4散列存储:根据元素的关键字直接计算出该元素的存储地址,又称哈希(Hash)存储。

散列法存储的基本思想是:由节点的关键码值决定节点的存储地址。散列技术除了可以用于查找外,还可以用于存储。

3.数据的运算

  1. 运算的定义是对于逻辑结构的,就是说我们定义了一个运算,这个运算的作用对象是逻辑结构(比如对于链表结构定义增删查改)
  2. 运算的实现是对于存储结构的,就是说我们实现运算时针对于特定的存储结构的,同一个逻辑结构的不同的存储结构运算的实现是不同的。

NO.2  算法

1.什么是算法?

算法是指解题方案的准确而完整的描述,是一系列解决问题的清晰指令,在计算机中表现为指令的有限序列,并且每条指令表示一个或多个操作。

程序=算法+数据结构!!!

2.算法的特性

1.有穷性:一个算法有明确的开始和结束,在有穷步后结束。

2.确定性:程序在执行时只有唯一一条路径,相同的输入得到相同的输出。

3.可行性:算法描述的操作可以通过有限步的基本运算来实现。

4.输入:一个算法有零个或多个输入,这些输入取自于某个特定的对象的集合。

5.输出:一个算法有一个多个输出,这些输出是与输入有着某种特定关系的量。

3.算法的设计要求:

正确性、可读性、健壮性、高效率和低存储量需求

结语:

数据结构与算法的基本概念我们就学习到这里啦,为了能更加深刻的学习,算法的时间复杂的与空间复杂度我们将在下一篇详细解析,希望大家多多支持。


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