首页 > 代码库 > 数据结构的基本概念
数据结构的基本概念
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。
数据项：一个数据元素可以有若干个数据项组成。 数据项是数据不可分割的最小单位。
数据对象：是性质相同的数据元素的集合，是数据的子集。
结构：结构是指各个组成部分相互搭配的排列的方式。不容数据元素之间不是独立的，而是存在特定关系，我们将这些特定关系的称为结构。
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。
逻辑结构：是指数据对象中数据元素之间的相互关系。
分为以下四种：
1、集合结构: 集合结构的数据元素除了通数据一个集合外，它们之间没有其他关系。各个数据元素是“平等”的，他们的共同属性是“同属于一个集合”。数据结构中的集合关系就类似数学中的集合。
2、线性结构：线性结构中的数据元素之间的一对一的关系。
3、树形结构：树形结构中的数据元素之间存在一种一对多的层次关系
4、图形结构：图形结构的数据元素是多对多的关系。
物理结构：（存储结构）指数据的逻辑结构在计算机中的存储形式。存储器主要是针对内存而言，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描述。
数据的存储元素直接按的逻辑关系，是实现物理结构的重点和难点。
数据元素的存储结构形式有两种：顺序存储和链式存储。
1、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。
这种存储结构其实很简单，排队占位。
2、链式存储结构：是白数据元素存放在任意的存储单元里，这组存储单元可以示连续的，也可以是不连续的。
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。
在C语言中，数据类型可以分为两种类型：
原子类型：是不可以再分解的基本类型，包括整型、实型、字符型等。
结构类型：有若干个类型组合而成，是可以再分解的。例如，整型数组是由若干整型数据组成的。
抽象是抽出事务具有普遍的本质
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。
抽象数据类型体现了程序设计中问题分解、抽象和信息隐藏的特性
抽象数据类型的标准格式：
ADT 抽象数据类型名
Data
数据元素之间逻辑关系的定义
Operation
操作1
初始条件
操作结果描述
操作2
.......
操作n
........
endADT
算法
算法是解决特定问题求解步骤的描述，在计算机中表现为指令的有限序列，并且每条指令表示一个或多个操作。
算法有5个基本特性：输入、输出、有穷性、确定性和可行性。
算法具有零个或多个输入，算法至少有一个或多个输出。
有穷性：指算法在执行有限的步骤之后，自动结束而不会出现无限循环，并且每一个步骤在可接受的时间内完成。
确定性：算法的每一步骤都具有确定的含义，不会出现二义性。
可执行性：算法的每一步都必须是可行的，也就是说，每一步都能够通过有限次数完成。
正确性：算法的正确性是指算法至少应该具有输入、输出和加工处理无歧义性、能正确反映问题的需求、能够得到问题的正确答案。大体可以分为以下四个部分：
1、算法程序的语法没有错误
2、算法对于合法的输入数据能够产生满足要求的输结果。
3、算法程序对于非法的输入数据能够得出满足规格说明的结果
4、算法程序对于精心选择的，甚至刁难的测试数据都有满足要求的输出结果。
可读性：算法设计的另一个目的是为了便于阅读、理解和交流
健壮性：当输入数据不合法时，算法也能做出相关处理，而不是产生异常或莫名其妙的结果。
时间效率高和存储量低：
算法效率的度量方法：
事后统计方法：这种方法主要是通过设计好的测试程序和数据，利用计算机计时器对不同算法编制的程序的运行时间进行比较，从而确定算法效率的高低。这种的缺陷：
1、必须依据算法事先编制好程序，这通常需要花费大量的时间和精力。
2、时间的比较依赖于计算机的硬件和软件等环境因素，有时会掩盖算法本身的优劣。
3、算法的测试数据设计相当困难，并且程序的运行时间往往还与测试数据的规模有很大关系，效率高的算法在小的测试数据面前往往得不到体现。
事前分析估算方法：在计算机程序编制前，依据统计方法对算法进行估算
1、算法采用的策略、方法
2、编译产生的代码质量
3、问题的输入规模
4、机器执行指令的速度
判断某个算法，随着n的增大，他会越来越优于另一算法，或者越来越差于另一算法。
最坏情况运行时间是一种保证，那就是运行时间将不会再坏了。在应用中，这是一种最重要的需求，通常，除非特别的指定，我们提到的运行时间都是最坏情况的运行时间。
平均运行时间是所有情况中最有意义的，因为它是期望的运行时间。
一般在没有特殊说明的情况下，都是指最坏时间复杂度。
算法的空间复杂度通过计算算法所需的存储空间实现，算法空间复杂度的计算公式记作：S(n)=O(f(n)),其中，你为问题的规模，f(n)为语句关于n所占存储空间的函数。
线性表
零个或多个数据元素的有限序列
数据项：一个数据元素可以有若干个数据项组成。 数据项是数据不可分割的最小单位。
数据对象：是性质相同的数据元素的集合，是数据的子集。
结构：结构是指各个组成部分相互搭配的排列的方式。不容数据元素之间不是独立的，而是存在特定关系，我们将这些特定关系的称为结构。
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。
逻辑结构：是指数据对象中数据元素之间的相互关系。
分为以下四种：
1、集合结构: 集合结构的数据元素除了通数据一个集合外，它们之间没有其他关系。各个数据元素是“平等”的，他们的共同属性是“同属于一个集合”。数据结构中的集合关系就类似数学中的集合。
2、线性结构：线性结构中的数据元素之间的一对一的关系。
3、树形结构：树形结构中的数据元素之间存在一种一对多的层次关系
4、图形结构：图形结构的数据元素是多对多的关系。
物理结构：（存储结构）指数据的逻辑结构在计算机中的存储形式。存储器主要是针对内存而言，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描述。
数据的存储元素直接按的逻辑关系，是实现物理结构的重点和难点。
数据元素的存储结构形式有两种：顺序存储和链式存储。
1、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。
这种存储结构其实很简单，排队占位。
2、链式存储结构：是白数据元素存放在任意的存储单元里，这组存储单元可以示连续的，也可以是不连续的。
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。
在C语言中，数据类型可以分为两种类型：
原子类型：是不可以再分解的基本类型，包括整型、实型、字符型等。
结构类型：有若干个类型组合而成，是可以再分解的。例如，整型数组是由若干整型数据组成的。
抽象是抽出事务具有普遍的本质
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。
抽象数据类型体现了程序设计中问题分解、抽象和信息隐藏的特性
抽象数据类型的标准格式：
ADT 抽象数据类型名
Data
数据元素之间逻辑关系的定义
Operation
操作1
初始条件
操作结果描述
操作2
.......
操作n
........
endADT
算法
算法是解决特定问题求解步骤的描述，在计算机中表现为指令的有限序列，并且每条指令表示一个或多个操作。
算法有5个基本特性：输入、输出、有穷性、确定性和可行性。
算法具有零个或多个输入，算法至少有一个或多个输出。
有穷性：指算法在执行有限的步骤之后，自动结束而不会出现无限循环，并且每一个步骤在可接受的时间内完成。
确定性：算法的每一步骤都具有确定的含义，不会出现二义性。
可执行性：算法的每一步都必须是可行的，也就是说，每一步都能够通过有限次数完成。
正确性：算法的正确性是指算法至少应该具有输入、输出和加工处理无歧义性、能正确反映问题的需求、能够得到问题的正确答案。大体可以分为以下四个部分：
1、算法程序的语法没有错误
2、算法对于合法的输入数据能够产生满足要求的输结果。
3、算法程序对于非法的输入数据能够得出满足规格说明的结果
4、算法程序对于精心选择的，甚至刁难的测试数据都有满足要求的输出结果。
可读性：算法设计的另一个目的是为了便于阅读、理解和交流
健壮性：当输入数据不合法时，算法也能做出相关处理，而不是产生异常或莫名其妙的结果。
时间效率高和存储量低：
算法效率的度量方法：
事后统计方法：这种方法主要是通过设计好的测试程序和数据，利用计算机计时器对不同算法编制的程序的运行时间进行比较，从而确定算法效率的高低。这种的缺陷：
1、必须依据算法事先编制好程序，这通常需要花费大量的时间和精力。
2、时间的比较依赖于计算机的硬件和软件等环境因素，有时会掩盖算法本身的优劣。
3、算法的测试数据设计相当困难，并且程序的运行时间往往还与测试数据的规模有很大关系，效率高的算法在小的测试数据面前往往得不到体现。
事前分析估算方法：在计算机程序编制前，依据统计方法对算法进行估算
1、算法采用的策略、方法
2、编译产生的代码质量
3、问题的输入规模
4、机器执行指令的速度
判断某个算法，随着n的增大，他会越来越优于另一算法，或者越来越差于另一算法。
最坏情况运行时间是一种保证，那就是运行时间将不会再坏了。在应用中，这是一种最重要的需求，通常，除非特别的指定，我们提到的运行时间都是最坏情况的运行时间。
平均运行时间是所有情况中最有意义的，因为它是期望的运行时间。
一般在没有特殊说明的情况下，都是指最坏时间复杂度。
算法的空间复杂度通过计算算法所需的存储空间实现，算法空间复杂度的计算公式记作：S(n)=O(f(n)),其中，你为问题的规模，f(n)为语句关于n所占存储空间的函数。
线性表
零个或多个数据元素的有限序列
声明：以上内容来自用户投稿及互联网公开渠道收集整理发布，本网站不拥有所有权，未作人工编辑处理，也不承担相关法律责任，若内容有误或涉及侵权可进行投诉： 投诉/举报 工作人员会在5个工作日内联系你，一经查实，本站将立刻删除涉嫌侵权内容。