《数据结构与算法》第一课：数据结构与算法基础导论

bo主前言：

      bo主是某二本大学计算机类专业大三学生，时至大三，思来想去，大学三年仿佛学到了什么，又仿佛什么都没有学到。于是痛下决心，开此博客。在读学期间也看过许多大牛的博客，看得甚为叹为观止！如今，也想尝试一下将自己所学到的相关知识整理成册，一则是为了复习整理相关知识点，为研究生考试做准备；二则是为了加深知识点的理解透彻度，能够将学到的知识用自己的话说出来。（由于考研复习等相关影响，更新时间不确定，不过一定不会断更，且一星期至少一更...）

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1.1 数据
1.2 数据结构
1.3 逻辑结构与存储结构
1.4 抽象数据类型

1.1 数据

在现实生活中，数据其实是无处不在的。比如，一张图片是数据，一段视频是数据，去菜市场买菜时，各种蔬菜的价格是数据；上学时，同班同学的名字是数据；晚饭后散步时，所偶遇到的漂亮女生的数量亦可以称为数据...

所以由上，我们总结出关于数据的定义：数据就是描述事物的符号。数据不仅包括数值类型，如上述提到的，价格和漂亮女生的数量。也包括非数值类型，如上述提到的，图片、视频等。不过在计算机科学与技术这门专业下，关于数据的定义还有个前提是要能够被计算机识别和处理，这并不难理解，因为此专业笼统的来说就是基于计算机解决相关问题。

关于数据的概述，我们还要知道数据元素与数据项的相关定义。
数据元素：是组成数据的基本单位。

数据项：是组成数据元素的最小单位。

quotation：在大学中，整个学生信息表就是一个数据，
                其中组成这个表的每个学生的信息就是一个数据元素，
                每个学生的姓名、性别、学号、班级等就是一个个数据项。
「注：数据项再拆开就没意义了。比如学生的姓名，若拆成每个字，就没有了意义。所以称数据项是最小单位。但是我们在实际处理问题的时候，操作的还是数据元素而不是数据项，如同我们再谈论一部小说的时候，我们谈论更多的是情节的发展而不是单个字或者词」

图片发自App

好了，我们已经对数据有了一定的了解，那么那赫赫有名的数据结构又是指什么呢？

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1.2 数据结构

结构，在现实生活中我们听到这个词大多是用于建筑方面，如建筑结构、建造结构等。其新华字典意义是组成整体的各部分的搭配和安排。shit！听不懂，什么是搭配，什么是安排，bo主第一次看到这种解释只想打电话给小学老师，并向她忏悔当初没有好好学习阅读理解。

言归正传，所谓结构，我们大可以理解其为关系。即：结构=关系

所谓的数据结构，指的就是相互之间存有特定关系的数据元素的集合。

我们在定义中，提到的特定关系，那么所谓的特定关系具体是指什么呢？

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1.3 逻辑结构与物理结构

我们通常把数据结构分为逻辑结构和物理结构。

所谓逻辑结构，是指数据元素之间的相互关系。
所谓物理结构，是指数据的逻辑结构在计算机中的存储形式。

那么，数据之间又存在哪些逻辑结构呢？

(1). 集合结构：集合结构中的数据元素除了同属于一个集合外，它们之间没有其他关系。如国家首都的集合，在集合中，中国的首都和美国的首都没有任何关系，都是平等的元素。

(2). 线性结构：线性结构中的数据元素是一对一的关系。如排队，把每个人看成一个元素，每个元素都有唯一后继元素(除尾元素)，每个元素都有唯一前倾元素(除首元素)。所以排队中存在一对一的关系

(3). 树形结构：树形结构中的数据元素是一对多的层次关系。如老师要下达交作业的指令，她先通知每个组的小组长，再由每个小组长具体到他的小组组员。所以老师与小组长，及小组长与其小组组员之间存在一对多的关系。

(4). 图形结构：图形结构中的数据元素是多对多的关系。如多个城市之间的交通，你可以从多个城市出发到达重庆，也可以从重庆出发到达多个城市。所以城市与城市之间存在一种对多对的关系。

摘自百度百科

现在，我们已经了解了什么是逻辑结构，接下来我们来讲讲什么是物理结构？在此之前，我们先复习一下物理结构的定义。

物理结构：是指数据的逻辑结构在计算机中的存储形式。

由定义，我们知道了，所谓的物理结构，即如何把数据存储到计算机中。最关键的是，在存储时要反映出数据元素之间的逻辑关系。数据元素的存储形式有两种：顺序结构和链表结构。

所谓顺序结构：是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

所谓链表结构：是把数据元素存放在任意存储单元里，这组存储单元可以是连续的，也可以是不连续的。在具体实现中，要运用指针来实现。(后面bo主会用C语言具体实现)

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1.4 抽象数据类型

抽象数据类型(Abstract Data Type, ADT)：是指一个数学模型(Data)及定义在该模型上的一组操作(Operation)。

这里可以用面向对象(OOP)的概念来帮助理解。对象就是一种抽象数据类型，对象中属性就是数学模型，在该数学模型上的操作，就是对象中的方法。若看官没有学过面向对象编程，没有关系，忽略我上面说的话。咱们接着用更为简单的例子来说明何为抽象数据类型。

随着科技的发展，每个家庭几乎了都有自己的车。我们把车看做一种抽象数据类型，不管你是兰博基尼还是别克君越、不管你是大哥奥迪还是小弟奥拓，它们都有通用的特性，就是必须有方向盘，有发动机，有轮胎，要实现的操作有前进、转弯、刹车。

我们把方向盘、发动机、轮胎看做是一种数学模型，我们要用这些数学模型来实现前进、转弯、刹车的操作。这就是一种抽象数据类型的实现。

「好，第一篇博客到此结束，希望各位大佬提出指导性意见，若有雷同，算我抄你的！」