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数据结构:第二节-数据结构基本概念

Cpp入门到精通 2024-04-24
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山月

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第二节 数据结构基本概念


在数据结构中,有许多概念是经常被提到的,它们是理解和学习数据结构的基础。这节我们介绍一些常见的数据结构中的基本概念:


下面是一些常见的数据结构基本概念:


数据:数据是对客观事物的符号表示,在计算机中可以用来描述和记录各种信息。数据可以是数字、文字、图像、音频等形式的信息。

数据元素:数据元素是数据的基本单位,是对现实世界中某个个体的抽象。数据元素之间可以有相互的逻辑关系。

数据项:数据元素中的一个组成部分,是数据元素的基本信息单元

数据对象:数据对象是性质相同的数据元素的集合,是数据的一个子集,是指在计算机程序中被处理、操作和管理的数据的抽象表示,数据结构的设计和应用就是围绕着对数据对象的操作和管理展开的。

数据结构:数据结构是指数据元素之间的逻辑关系物理存储结构的组合。它描述了数据元素之间的组织方式和操作规则,是对数据的一种抽象形式。

逻辑结构:逻辑结构是指数据元素之间的逻辑关系,包括线性结构、树形结构、图形结构等。逻辑结构描述了数据元素之间的顺序关系、层次关系或者非线性关系。
常见的数据逻辑结构包括以下几种:
1.线性结构:线性结构中的数据元素之间存在一对一的关系,即每个数据元素都只有一个直接前驱和一个直接后继。常见的线性结构包括:数组,链表,栈,队列;

2.树形结构:树形结构是一种层次结构,由节点和边组成,节点之间存在着一对多的关系。常见的树形结构包括:二叉树,二叉搜索树,平衡树(如 AVL 树、红黑树),B 树、B+ 树;

3.图形结构:图形结构是由节点和边组成的非线性结构,节点之间可以存在多对多的关系。常见的图形结构包括:有向图,无向图,加权图,有向无环图;

4.集合结构:集合结构是由不同元素组成的无序集合,元素之间不存在顺序关系。常见的集合结构包括:散列表,并查集;

5.线性表:线性表是具有相同特性的数据元素的有限序列,其中的元素之间存在着顺序关系。线性表可以通过顺序存储或链式存储来实现。

物理存储结构:物理存储结构是指数据在计算机内存中的实际存储方式,包括顺序存储结构链式存储结构等。物理存储结构描述了数据元素在内存中的存储位置和组织方式。

数据类型:数据类型是指数据的表示方式和对应的操作集合,包括基本数据类型和用户自定义数据类型。数据类型决定了数据元素的取值范围和可执行的操作。

抽象数据类型(ADT):抽象数据类型是一种数学模型,用来描述数据结构的逻辑结构和操作集合,而不关注具体的实现细节。它定义了数据元素的集合、数据元素之间的关系和可执行的操作集合,是一种高层次的数据抽象形式。

算法:算法是解决特定问题或完成特定任务的一系列有序步骤的描述。算法描述了数据的操作方式和处理流程,是对数据结构操作的具体实现。
我们用一个例子来更好地理解这些概念。
假设我们有一个学生信息系统,需要存储和管理学生的信息。我们可以将学生信息抽象为一个学生对象,其中包含了学生的姓名、年龄、性别等信息。
1.数据元素:学生对象是数据结构中的数据元素,它是对现实世界中某个学生的抽象表示。
2.数据项:学生对象中的每个属性(姓名、年龄、性别)都是一个数据项,它们是构成学生对象的基本信息单元。
3.逻辑结构:学生信息系统中的学生对象之间可以组织成不同的逻辑结构,例如:如果按照学生的入学顺序排列,则是一种线性结构;如果按照学生的年龄关系进行层次化组织,则是一种树形结构;如果考虑学生之间的社交关系,可以构成一个图形结构。
4.物理存储结构学生对象在计算机内存中的实际存储方式,可以采用顺序存储结构或链式存储结构。例如,可以使用数组来顺序存储学生对象,也可以使用链表来链式存储学生对象。
5.数据类型:学生对象的数据类型包括姓名(字符串类型)、年龄(整数类型)、性别(枚举类型)等。
6.抽象数据类型(ADT):学生对象可以看作是一个抽象数据类型,它包含了学生信息的逻辑结构和操作集合,例如查询、插入、删除等操作。
以上是一些常见的数据结构基本概念,在数据结构中还有一些比如说父节点,子节点,树的深度等等概念,我们在后续章节中会一一讲到。

数据结构中的常见基本概念就介绍到这里,感谢观看!欢迎各位的点赞与关注!您的点赞和关注是我学习更新的动力!如有问题,可下方留言!


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