001绪论

程序的本质

程序 = 数据结构 + 算法

编写程序的目的

解决实际的应用需求

问题求解的一般步骤

• 问题抽象：分析和抽象任务需求，建立数学模型
• 数据抽象：确定恰当的数据模型表示数学模型
• 算法抽象：在数据模型的基础上设计合适的算法
• 编程实现：利用编程语言实现设计的数据结构与算法
  

基本概念及术语

1. 数据：
   定义：描述客观事物的符号，是计算机中国可以操作的对象，是能被计算机识别，并输入处理的符号集合。
   分类：数值数据、非数值数据（文字、音频、图片、视频等）
   条件：

• 可以输入到计算机中
• 能够被计算机程序处理

2. 数据元素（记录）：
   定义：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。
   3.数据项：
   定义：一个数据元素可以有若干个数据项组成，*数据项是数据中不可分割的最小单位。
   
3. 数据对象：
   定义：性质相同的数据元素地集合，是数据的子集

4. 数据结构：
   定义：相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合！

• 数据元素相互之间的关系称为结构，数据结构可以别称为带结构的数据元素集合。
  

逻辑结构与物理结构

1.逻辑结构：
定义：数据对象中数据元素之间的相互关系
分类：

• 集合数据：
  • 定义：数据元素除了属于同一集合外，他们之间没有其他关系
  • 特定：各个数据元素“平等的”
• 线性结构：
  *定义：数据元素之间是一对一的关系。
  
• 树形结构：
  定义：数据元素之间存在一种一对多的层次关系。

• 图形结构：
  定义：数据元素之间存在一种多对多的层次关系
  
  

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。
   存储结构形式：

• 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，如数组。
  
• 链式存储结构：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省其逻辑关系。因此需要用一个指针存放数据元素的地址，这样就可以找到相关数据元素的位置。

3. 逻辑结构与存储结构的关系：
   逻辑关系是数据结构的抽象，存储结构是数据结构的实现。

**总结：**逻辑结构是面向问题的，物理结构是面向计算机的。

数据类型

定义：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。
作用：

• 约束变量或常量的取值范围
• 约束白能量或常量的操作

数据类型 = 值的集合 +集合上的一组操作

抽象数据类型

定义：指一个逻辑结构（数据+关系）和定义在该结构上的一组数据操作（函数）

• <数据结构D + 数据结构P>
• 抽象数据类型不考虑计算机内的具体存储结构和算法的具体实现。
• 标准格式:
  
  
  

抽象数据类型的表示与实现：

利用程序设计语言进行实现

• 一个问题抽象为抽象数据类型后，仅是形式上的抽象定义，还没有达到问题解决的目的，要实现这个目标，就要把抽象的变为具体的，即抽象数据类型在计算机上实现，变成一个能用的具体的数据类型。
• 抽象数据类型可以用固有的数据类型（如整型、实型、字符型等）来表示和实现；即利用处理器中已经存在的数据类型来说明新类型，用已经实现的操作来组合新操作。

总结