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五、数据的逻辑结构
数据的逻辑结构有以下两大类:
线性结构:有且仅有一个开始结点和一个终端结点,且所有结点都最多只有一个直接前驱和一个直接后继。
线性表是一个典型的线性结构。栈、队列、串、数组等都是线性结构。
非线性结构:在该类结构中至少存在一个数据元素,它具有两个或者两个以上的前驱或后继。
如树和二叉树集合结构和多维数组、广义表、图、堆等数据结构都是非线性结构。
六、基本的数据结构
集合结构:数据元素的有限集合。数据元素之间除了“属于同一个集合”的关系之外没有其他关系。
线性结构:数据元素的有序集合。数据元素之间形成一对一的关系。
树型结构:树是层次数据结构,树中数据元素之间存在一对多的关系。
图状结构:图中数据元素之间的关系是多对多的。
七、数据的存储结构
数据的存储结构可采用顺序存储或链式存储的方法。
顺序存储方法是把逻辑上相邻的元素存储在物理位置相邻的存储单元中,由此得到的存储表示称为顺序存储结构。顺序存储结构是一种最基本的存储表示方法,通常借助于程序设计语言中的数组来实现。
链式存储方法对逻辑上相邻的元素不要求其物理位置相邻,元素间的逻辑关系通过附设的指针字段来表示,由此得到的存储表示称为链式存储结构,链式存储结构通常借助于程序设计语言中的指针类型来实现。
除了通常采用的顺序存储方法和链式存储方法外,有时为了查找的方便还采用索引存储方法和散列存储方法。
八、算法
算法:是指解题方案的准确而完整的描述。
算法不等于程序,也不等计算机方法,程序的编制不可能优于算法的设计。
算法的基本特征:是一组严谨地定义运算顺序的规则,每一个规则都是有效的,是明确的,此顺序将在有限的次数下终止。特征包括:
(1)可行性;
(2)确定性,算法中每一步骤都必须有明确定义,不充许有模棱两可的解释,不允许有多义性;
(3)有穷性,算法必须能在有限的时间内做完,即能在执行有限个步骤后终止,包括合理的执行时间的含义;
(4)拥有足够的情报。
算法的基本要素:一是对数据对象的运算和操作;二是算法的控制结构。
指令系统:一个计算机系统能执行的所有指令的集合。
基本运算和操作包括:算术运算、逻辑运算、关系运算、数据传输。
算法的控制结构:顺序结构、选择结构、循环结构。
算法基本设计方法:列举法、归纳法、递推、递归、减斗递推技术、回溯法。
算法复杂度:算法时间复杂度和算法空间复杂度。
算法时间复杂度是指执行算法所需要的计算工作量。
算法空间复杂度是指执行这个算法所需要的内存空间。
时间复杂度
定义:设问题的规模为n,把一个算法的时间耗费T(n)称为该算法的时间复杂度,它是问题规模为n的函数。
常用的算法的时间复杂度的顺序:(比较时只看最高次幂)
for ( i = 1 , i < = 10 , i++ ) x=x+c; =>O(1)
for ( i = 1 , i < = n , i++ ) x=x+n; =>O(n)
多嵌套一个for,则为 =>O(n^2) 以此类推
真题难点:i = 1,while(i < = n)
i = i * 3;=>O(log3^n)
i = i * 2;=>O(log2^n) 以此类推
九、线性表
线性表由一组数据元素构成,数据元素的位置只取决于自己的序号,元素之间的相对位置是线性的。
在复杂线性表中,由若干项数据元素组成的数据元素称为记录,而由多个记录构成的线性表又称为文件。
非空线性表的结构特征:
(1)且只有一个根结点a1,它无前件;
(2)有且只有一个终端结点an,它无后件;
(3)除根结点与终端结点外,其他所有结点有且只有一个前件,也有且只有一个后件。结点个数n称为线性表的长度,当n=0时,称为空表。
线性表的顺序存储结构具有以下两个基本特点:
(1)线性表中所有元素的所占的存储空间是连续的;
(2)线性表中各数据元素在存储空间中是按逻辑顺序依次存放的。
ai的存储地址为:adr(ai)=adr(a1)+(i-1)k,,adr(a1)为第一个元素的地址,k代表每个元素占的字节数。
顺序表的运算:插入、删除。
十、线性链表
数据结构中的每一个结点对应于一个存储单元,这种存储单元称为存储结点,简称结点。
结点由两部分组成:(1)用于存储数据元素值,称为数据域;(2)用于存放指针,称为指针域,用于指向前一个或后一个结点。
在链式存储结构中,存储数据结构的存储空间可以不连续,各数据结点的存储顺序与数据元素之间的逻辑关系可以不一致,而数据元素之间的逻辑关系是由指针域来确定的。
链式存储方式即可用于表示线性结构,也可用于表示非线性结构。
线性链表,head称为头指针,head=null(或0)称为空表,如果是两指针:左指针(llink)指向前件结点,右指针(rlink)指向后件结点。
线性链表的基本运算:查找、插入、删除。