数据结构——绪论

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第一章

基本概念、相关术语

  1. 数据元素、数据项: 数据元素是数据的基本单位,通常作为一个整体进行考虑和处理。 一个数据元素可由若干数据项组成,数据项是构成数据元素的不可分割的最小单位。

  2. 数据对象是具有相同性质的数据元素的集合(属性相同),是数据的一个子集。

  3. 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(同一个数据对象的数据元素,可以组成不同的数据结构;不同的数据元素也可以组成相同的数据结构,比如富豪排行榜可以按照金钱排名组成线性结构,微博用户也可以粉丝排名组成线性结构)。

数据结构三要素

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数据的物理存储结构:

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  1. 若采用顺序存储,则各个数据元素在物理上必须是连续的;若采用 非顺序存储,则各个数据元素在物理上可以是离散的。
  2. 数据的存储结构会影响存储空间分配的方便程度
  3. 数据的存储结构会影响对数据运算的速度
  4. 运算的定义是针对逻辑结构的, 指出运算的功能; 运算的实现是针对存储结构的, 指出运算的具体操作步骤。

数据类型、抽象数据类型:

数据类型是一个值的集合和定义在此集合上的一组操作的总称

  1. 原子类型。其值不可再分的数据类型。
  2. 结构类型。其值可以再分解为若干成分(分量)的数据类型。

抽象数据类型(Abstract Data Type,ADT)是抽象数据组织及与之相关的操作

  1. ADT 用数学化的语言定义数据的逻辑结构、定义运算。与具体的实现无关。
  2. 定义一个ADT,就是在“定义”一种数据结构
  3. 确定了ADT的存储结构,才能“实现”这种数据结构

算法

程序 = 数据结构 + 算法

算法(Algorithm)是对特定问题求解步骤的一种描述,它是指令的有限序列,其中的每条指令表示一个或多个操作

算法的特性:

  1. 有穷性。一个算法必须总在执行有穷步之后结束,且每一步都可在有穷时间内完成。(注:算法必须是有穷的,而程序可以是无穷的)
  2. 确定性。算法中每条指令必须有确切的含义(无歧义),对于相同的输入只能得出相同的输出。
  3. 可行性。算法中描述的操作都可以通过已经实现的基本运算执行有限次来实现。

输入。一个算法有零个或多个输入,这些输入取自于某个特定的对象的集合。 输出。一个算法有一个或多个输出,这些输出是与输入有着某种特定关系的量。

“好算法”的性质:

  1. 正确性。算法应能够正确地解决求解问题。
  2. 可读性。算法应具有良好的可读性,以帮助人们理解。
  3. 健壮性。输入非法数据时,算法能适当地做出反应或进行处理,而不会产生莫名其妙的输出结果。
  4. 高效率与低存储量需求

空间复杂度

两个递归调用的例子:

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数组相关的需要注意

时间复杂度

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