《数据结构》—— 一些概念

本文内容，参考自《大话数据结构》(程杰著) ，一部分自己修改，如：把C语言换成了Java语言。写作目的，意在加强记忆。

本文写作工具，使用 "幕布" ，从关注的公众号推送得知这一工具。但感觉不太适合程序员，还是Markdown好。

这思维导图，"幕布" 可以自动生成，这个功能不错。

以下是正文：

• 基本概念和术语
  • 说到数据结构是什么，我们得先来谈谈什么叫数据。正所谓"巧妇难为无米之炊"，再强大的计算机，也是要有"米"下锅才可以干活的，否则就是一堆破铜烂铁。这个"米"就是数据。
  • 数据
    • 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、浮点型等数值类型，还包括字符、声音、图像和视频等非数值类型。
      • 我们这里说的数据，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
      • 对于整型、浮点型等数值类型，可以进行数值计算。
      • 对于字符数据类型，就需要进行非数值的处理。而声音、图像、视频等其实是可以通过编码的手段变成字符数据来处理的。
  • 数据元素
    • 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。
      • 比如，在人类中，什么是数据元素呀？当然是人了。
      • 畜类呢？牛、马、狗等动物当然就是畜类的数据元素。
  • 数据项
    • 数据项：一个数据元素可以由若干个数据项组成。
      • 比如，人这样的数据元素，可以有眼、耳、嘴、手、脚等这些数据项，也可以有姓名、年龄、性别等这些数据项。
      • 数据项是数据不可分割的最小单位。
  • 数据对象
    • 数据对象：是性质相同的数据元素的集合，是数据的子集。
      • 什么叫性质相同，是指数据元素具有相同数量和类型的数据项。
  • 数据结构
    • 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。
      • 在计算机中，数据元素并不是独立、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。
• 逻辑结构与物理结构
  • 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。
    • 集合结构
      • 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。各个数据元素是"平等"的，它们的共同属性是"同属于一个集合"。数据结构中的集合关系就类似于数学中的集合。
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    • 线性结构
      • 线性结构：线性结构中的数据元素之间是一对一的关系。
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    • 树形结构
      • 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。
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    • 图形结构
      • 图形结构：图形结构的数据元素是多对多的关系。
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• 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，存储器主要是指内存。数据的存储结构应正确反映数据元素之间的逻辑关系。
  • 顺序存储结构
    • 顺序存储结构：是把数据元素存放在地址连续的存储单元中，其数据间的逻辑关系和物理关系是一致的。
    • 顺序存储结构，可以随机读取任意位置上的结点
      
  • 链式存储结构
    • 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。
    • 链式存储结构，只能通过上一个结点来查找下一个结点
      
• 抽象数据类型
  • 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。
    • 比如，在Java语言中，把数据类型分为二大类：
      • 基本数据类型：byte、short、int、long、float、double、char、boolean
      • 引用数据类型：String、数组等
  • 抽象数据类型
    • 抽象数据类型：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。