《大话数据结构》学习笔记 —— 01 数据结构
一、基本概念
1. 数据结构 + 算法 = 程序
程序设计的实质是对确定问题选择一种好的结构，加上设计一种好的算法。
2. 数据
定义
可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。
特性
-
可以输入到计算机中。
-
能够被计算机程序处理。
对于整数、浮点数等数值型类型，可以直接进行数值计算。
对于字符数据，需要进行非数值的处理。譬如声音、图像、视频数据可以先通过编码手段变成字符数据，再进行处理。
3. 数据元素
定义
数据元素就是组成数据的、有一定意义的基本单位，在计算中通常作为一个整体处理。也称作记录。
譬如禽类数据，数据元素就是鸡、鸭、鱼、羊等。
4. 数据项
定义
一个数据元素可由若干个数据项组成，比如人这样的数据元素可以有眼、鼻、口这样的数据项。
数据项是数据不可分割的最小单位。
5. 数据对象
定义
性质相同的数据元素的集合，是数据的子集。
性质相同指的是数据元素具有相同数量和类型的数据项，比如人都有性别、身高、体重等相同的数据项。
6. 数据结构
定义
结构，简单理解就是关系。
数据元素之间不是独立的，而是存在特定关系的，这种关系称之为结构。
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。
二、逻辑结构与物理结构
上文提到了数据元素之间存在着特定的关系，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
定义
数据对象中数据元素之间的相互关系。
-
集合结构：数据元素间的关系是“属于同一个集合”。
-
线性结构：数据元素之间存在着一对一的关系（如学生信息表） 。
-
树形结构：数据元素之间存在着一对多的关系（如阻止架构、目录系统） 。
-
图形结构：数据元素之间存在着多对多的关系（如社会关系网、地图） 。
总结
逻辑结构是针对具体问题的，
是为了解决某个问题，选择了一种合适的数据结构来表示数据元素之间的逻辑关系。
2. 物理结构（存储结构）
定义
数据的逻辑结构在计算机中的存储形式，实际上就是如何把数据元素存储到计算机的存储器中。
数据的存储结构，应正确反映数据元素之间的逻辑关系。
物理结构有两种形式：顺序存储结构和链式存储结构。
顺序存储结构
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。
说白了，就是大家按顺序排队站好，谁也别插队。
然而，实际上总有人会插队，也会有人要上厕所、有人会放弃排队，于是便需要另一种物理结构了。
链式存储结构
与顺序存储结构不同，链式存储不需要大家按顺序站好排队。
先领一个号，等着叫号。期间去哪儿都没关系，只要及时回来。需要关注的仅仅是前一个号有没有被叫，前一个被叫，下一个就轮到自己了。
数据元素之间的物理位置不能反映其逻辑关系，指针字段来存放下一个数据元素所在的位置，用指针来反映数据元素之间的逻辑关系。
定义
把数据元素存放在任意的存储单元中，这组存储单元可以连续也可以不连续。
数据元素之间的物理位置不能反映其逻辑关系，指针字段来存放下一个数据元素所在的位置，用指针来反映数据元素之间的逻辑关系。
总结
逻辑结构是面向问题的，逻辑结构是面对计算机的，其基本目标就是将数据及其逻辑关系存储到计算机的内存中。
三、数据类型
定义
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。
在高级编程语言中，每个常量、变量都有各自的取值范围。
而类型，就是用来说明取值范围和所能进行的操作。
分类
原子类型：不可再分解的基本类型，包括整数型、字符串型、浮点型等。
结构类型：由若干个基本类型组合而成，可以进行再分解。譬如整型数组是由若干整型数据组成的。
举例
比如在C语言中声明int a, b，
这就意味着在给变量a和变量b赋值时不能超出int的取值范围，
变量a和变量b之间的运算只能是int类型所允许的运算。
抽象数据类型
定义
指一个数学模型及定义在该模型上的一组操作。
简单来说：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。
举例
各个计算机，不论是大型机、PC、平板，甚至是手机都拥有“整数”类型，也需要整数间的运算，那么整型其实就是一个抽象数据类型。
尽管它在上面所提到的机器中的实现方法上可能实现上不一样，但由于其定义的数学特性相同，所以在编程人员看来它们都是相同的。
“抽象”的意义在于数据类型的数学抽象特性。
一组操作
就好像“超级玛丽”一样，里面的主角马里奥有几种基本操作：走（前进、后退、上、下）、跳、打子弹。
文中内容主要是对《大话数据结构》一书内容的摘抄，版权归原作者----程杰所有。
如有侵权，请联系我进行删除。