数据结构入门：理解与发展历史

数据结构是计算机科学中的基石，它研究如何组织和管理数据以便更有效地解决各种计算问题。第1章绪论深入介绍了数据结构的起源和发展，以及其在程序设计中的核心地位。 1. 数据结构的兴起和发展 数据结构的发展与程序设计紧密相连，最初是从无结构阶段开始，主要应用于科学计算，数据间的联系主要通过数学公式表达。这个阶段的程序设计主要针对计算机硬件，不涉及复杂的逻辑结构。随着计算机科学的进步，进入了结构化阶段，数据结构开始产生，算法与数据结构相结合，程序结构变得更加模块化，如数据表示结构化和抽象数据类型的概念引入。 28岁的克努斯·霍夫曼，数据结构的重要先驱，以其《计算机编程艺术》系列著作，奠定了数据结构的基础。他的工作促使了软件系统围绕关键数据结构组织，标志着数据结构在程序设计中的核心作用。随后，面向对象编程的出现，进一步扩展了数据结构的应用范围，强调了类与数据结构之间的对应关系，将数据结构和算法视为实现功能的核心。 1.1 数据结构的兴起和发展 利用计算机解决问题的过程是人类首先分析问题，设计算法，再将其转化为计算机可执行的形式。例如，手机电话号码查询问题展示了不同数据结构对查找效率的影响，线性结构和树结构在大规模数据下的表现差异明显。 1.2 数据结构的研究对象 数据结构的研究核心在于，如何通过建立问题的抽象模型，选择合适的数据结构来存储和操作数据，以求得问题的解决方案。无论是数值问题还是非数值问题，数据结构都是解决它们的关键，比如线性搜索和二分查找在不同数据结构上的应用就体现了这一点。 总结来说，第1章的概述涵盖了数据结构的诞生背景，发展历程，以及在问题解决中的核心角色。理解数据结构的概念，掌握逻辑结构和存储结构的区别，学会分析算法特性和时间复杂度，以及掌握抽象数据类型和伪代码，都是学习数据结构的重点和难点。同时，认识到数据结构的发展是一个持续的过程，始终与程序设计的发展同步，是理解并运用数据结构的关键。