一、基本概念
- 数据(Data):
- 是对客观事物的符号表示,在计算机科学中通常指计算机程序所处理的各种对象。
- 数据可以是数值、字符、图像、声音等任何形式的信息。
- 数据元素(Data Element):
- 也称为数据项或记录,是数据的基本单位。
- 数据元素通常由若干个数据项组成,数据项是构成数据元素的不可分割的最小单位。
- 数据对象(Data Object):
- 是性质相同的数据元素的集合,是数据的一个子集。
- 例如,一个包含所有学生学号的数据对象就是一个数据对象的实例。
- 数据结构(Data Structure):
- 是指相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合。
- 这些关系可以是集合关系、线性关系、树形关系或图形关系等。
- 数据结构通常包含数据的逻辑结构、存储结构和操作三个方面的内容。
二、逻辑结构
- 集合结构(Collection):
- 数据元素之间除了“同属于一个集合”的关系外,没有其他关系。
- 线性结构(Linear Structure):
- 数据元素之间存在一对一的关系,形成一条有序的序列。
- 常见的线性结构有数组、链表、栈和队列等。
- 树形结构(Tree Structure):
- 数据元素之间存在一对多的关系,形成层次结构。
- 常见的树形结构有二叉树、平衡二叉树、B树等。
- 图形结构(Graph Structure):
- 数据元素之间存在多对多的关系,形成网状结构。
- 图形结构常用于表示复杂的关系网络,如社交网络、交通网络等。
三、存储结构
- 顺序存储结构(Sequential Storage Structure):
- 将逻辑上相邻的数据元素存储在物理位置上也相邻的存储单元中。
- 常见的顺序存储结构有数组和顺序表等。
- 链式存储结构(Linked Storage Structure):
- 通过指针将若干个数据元素串联起来,形成链表。
- 链表中的数据元素在物理上可以不连续,但在逻辑上通过指针连接起来。
- 常见的链式存储结构有单向链表、双向链表和循环链表等。
- 索引存储结构(Index Storage Structure):
- 在存储数据元素的同时,建立附加的索引表,以便快速查找数据元素。
- 索引存储结构常用于数据库和文件系统中。
- 散列存储结构(Hash Storage Structure):
- 根据数据元素的关键字直接计算出该元素的存储地址。
- 散列存储结构常用于快速查找和插入操作,如哈希表。
四、数据操作
- 创建操作(Creation Operation):用于创建数据结构,并初始化其存储结构和逻辑关系。
- 插入操作(Insertion Operation):将新的数据元素添加到数据结构中。
- 删除操作(Deletion Operation):从数据结构中删除指定的数据元素。
- 查找操作(Search Operation):在数据结构中查找满足特定条件的数据元素。
- 修改操作(Modification Operation):修改数据结构中指定数据元素的值或属性。
- 遍历操作(Traversal Operation):按照某种顺序依次访问数据结构中的所有数据元素。
总结
综上所述,数据结构是计算机科学中的一个重要概念,它涉及到数据的组织、存储和管理方式。通过理解数据结构的基本概念和术语,可以更好地掌握数据结构的原理和应用,为后续的算法设计和程序开发打下坚实的基础。
结语
言者无罪
闻者足戒
!!!