数据结构学习笔记（二）

前面的一篇简单的说了一下数据结构的术语名词，这篇我们依然按照课本上的顺序来说。
接下来的是数据结构的内容

数据结构，到底是什么结构？

前面我们说过，数据结构就是为了使得数据能用计算机来处理而存在的。数据结构是为了组织数据，那么数据结构具体包含着什么呢？

数据结构包含着三大方面：逻辑结构、存储结构和数据的运算

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1.逻辑结构

逻辑结构描述了数据的组织方式。逻辑结构的设计其实是与计算机科学领域没有什么关系的，反而与离散数学有很大的关系。

在逻辑结构的描述中，一个数据元素称为一个节点，节点之间的逻辑关系因为有不同的特性，故而分为以下四种基本类型：
（1）集合结构：所谓的集合结构就是一篮子鸡蛋，基本符合离散数学中集合的概念，但是不同的是，数学意义上的集合元素在当前集合中有且只有一个，但是在数据结构这里，允许有两个除存储空间外都完全相同的项。
（2）线性结构：线性结构就类似穿起来的一串糖葫芦，除了首节点和尾结点以外每个节点都有前驱和后缀，且相邻有且只有一个直接前驱与直接后缀。
（3）树形结构：符合数学概念里的树形结构。数据元素之间存在一对多的层级关系。
（4）图状结构：符合数学概念上的图状结构。数据元素之间存在多对多的任意关系。

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2.存储结构

存储结构则是抛开了“讨厌的数学”，从计算机科学的角度去物理地描述数据具体是怎么样存储的。
在大一的时候几乎所有的同学都接触到了C语言，C语言的结构化存储主要是两种方式：数组和链表。其实存储结构也主要就是顺序存储和链式存储（抽象意义），具象化到C语言中也就是数组和链表。
（1）顺序存储：借助元素之间的相对位置来表示元素之间的逻辑关系。这个有点像什么呢？举个例子：某位讨厌的班主任就喜欢以同学们的成绩来排座位，让第一名坐第一排，第二名坐第二排。假设没有并列名次的同学，那么座位就是这班同学的相对位置关系，同时要想知道任意一个同学的名次，通过数座位序号就可以知道。
这就是所谓的用相对位置表示元素之间的关系的意思，这也就是顺序表最大的特点。
（2）链式存储：链表的特点我们很清楚，因为每个节点在内存中的位置是离散的，所以要实现一系列的元素的结构的组织，就需要节点指针来表示各个元素之间的关系（如前驱或者后缀）。这个就好比快递小哥按照着你所填好的地址，然后才能开着小摩托突突突地来到你的楼下大声呼唤你的名字（这个小哥有点二）。那么，你的快递上面写着地址的单子，就是指向你的“存储地址”的指针变量，你的快递里面的宝贝就是节点的数据域中的东西。每个快递包都是一个节点，只不过节点的指向并不是下一个快递而是你，快递的地址就是对你的指向关系，本质上没有什么区别。

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介绍完上面的东西，你可能会发现，基本逻辑结构有四种，但是存储结构只有顺序和链式存储两种，那么，如果我有一棵树，该怎么存到计算机中呢？

这时候我们要再说到两个比较重要的东西，在后面我们会大量接触到这两个东西：
线性结构与非线性结构
这个线性说的就是逻辑结构，我们知道上面的四种逻辑关系里只有一个线性结构，那么其他的就都是非线性结构，我们按照这个方法去分类，就可得到：

线性结构：线性表、栈、队列、字符串、数组、广义表。
非线性结构：树、图。

新名词看不懂不要紧，后面都会学到的。只要对接下来要学到的好多东西有个俯瞰角度的思路就好。

有一个很重要的点一定要说明：逻辑结构和存储结构不是相互孤立的，我们在处理数据的过程中，一般都是先设计好逻辑结构的组织方式，然后选择合适的存储结构去实现数据的组织，比较片面一点来说就是，逻辑结构用来设计，存储结构以及相关的算法用来实现。

这一篇并不会涉及到算法的相关，但算法是数据结构中不可或缺的一部分，不然数据组织好了，也用存储结构存储在计算机里了，但是怎么才能让计算机乖乖听话去按照我们的设计去处理数据呢？很明显摸摸头和“芝麻开门”都是没什么卵用的。这就要用到** 算法**啦！后面会有专门的部分去讲算法，稍安勿躁。

以上基本上就是数据结构的内容结构了。
如有错漏，恳请指教。