一.绪论
(一).概念
1.数据:是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。数据不仅仅包括整型、实型等数值类型,还包括字符及声音、图像、视频等非数值类型。
这里说的数据,其实就是符号,而且这些符号必须具备两个前提:
- 可以输入到计算机中。
- 能被计算机程序处理。
2.数据元素:是组成数据的、有一定意义的基本单位,在计算机中通常作为整体处理。也被称为记录。
3.数据项:一个数据元素可以由若干个数据项组成。
数据项是数据不可分割的最小单位。在数据结构中,把数据项定义为最小单位,是有助于我们更好地解决问题。
4.数据对象:是性质相同的数据元素的集合,是数据的子集,简称数据。
性质相同,是指数据元素具有相同数量和类型的数据项。
5.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。
在计算机中,数据元素并不是孤立、杂乱无序的,而是具有内在联系的数据集合。数据元素之间存在的一种或多种特定关系,也就是数据的组织形式。
(二).逻辑与物理结构
1.逻辑结构
逻辑结构:是指数据对象中数据元素之间的相互关系。其实这也是我们今后最需要关注的问题。逻辑结构分为以下四种。
2.物理结构
物理结构:是指数据的逻辑结构在计算机中的存储形式。
数据是数据元素的集合,那么根据物理结构的定义,实际上就是如何把数据元素存储到计算机的存储器中。存储器主要是针对内存而言的,像硬盘、软盘、光盘等外部存储器的数据组织通常用文件结构来描述。
数据元素的存储结构形式有两种:顺序存储和链式存储。
顺序存储
顺序存储结构: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。如下图所示。
链式存储
链式存储结构:是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映其逻辑关系,因此需要用一个指针存放数据元素的地址,这样通过地址就可以找到相关联数据元素的位置。如下图所示。
(三).抽象数据类型
1.数据类型
数据类型:是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。
数据类型是按照值的不同进行划分的。在高级语言中,每个变量、常量和表达式都有各自的取值范围。类型就用来说明变量或表达式的取值范围和所能进行的操作。
抽象是指抽取出事物具有的普遍性的本质。它是抽出问题的特征而忽略非本质的细节,是对具体事物的一个概括。抽象是一种思考问题的方式,它隐藏了繁杂的细节,只保留实现目标所必需的信息。
2.抽象数据类型
抽象数据类型(Abstract Data Type,ADT):是指一个数学模型及定义在该模型上的一组操作。抽象数据类型的定义仅取决于它的一组逻辑特性,而与其在计算机内部如何表示和实现无关。
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