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更新于2024-02-24
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;;;)指的是数据的基本单位,在计算机中通常作为整体进行处理。在数据结构中,数据元素是一个相对的概念,一个数据元素可以由若干个数据项(Item)组成。数据项是数据结构中的最基本元素,它是数据结构中的最小单位。
1. 数据对象
数据对象(DO)是指具有相同性质的数据元素的集合,是数据的一个子集。在数据结构中,数据对象是数据结构中操作的对象,既可以是单个数据元素,也可以是数据元素的集合。
2. 数据结构
数据结构(DS)是指相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合。它包括两个方面的内容:数据元素之间的相互关系,以及数据元素的集合。数据结构是计算机存储、表示和组织数据的方式,是构造数据的逻辑结构和物理结构的方法。
1.1.3 逻辑结构与物理结构
1. 逻辑结构
逻辑结构是数据对象中数据元素间的相互关系,它是从具体问题抽象出来的数学模型。逻辑结构有四种基本类型:集合结构、线性结构、树形结构和图形结构,它们之间是相互包含的关系。
集合结构中的数据元素同属于一个集合,它们之间没有任何关系。线性结构中的数据元素之间是一对一的相互关系。树形结构中的数据元素之间存在一对多的相互关系。图形结构中的数据元素之间是多对多的相互关系。
2. 物理结构
物理结构是数据对象中数据元素的存储方式,它包括数据元素的逻辑关系和在计算机存储空间中的存储方式。常见的物理结构有顺序存储结构和链式存储结构。
顺序存储结构中的数据元素存放在地址相连的存储单元中,数据元素之间的逻辑关系对应于逻辑关系。链式存储结构中的数据元素存放在任意的存储单元中,数据元素之间的逻辑关系通过指针来实现。
1.1.4 抽象数据类型
抽象数据类型(Abstract Data Type, ADT)是指一个数学模型以及定义在此数学模型上的一组操作。抽象数据类型将数据的逻辑结构和操作封装在一起,屏蔽了数据的具体实现,使得数据的逻辑结构和操作可以独立于数据的物理结构、存储结构和实现方式。
1.2 数据结构的逻辑结构
数据结构的逻辑结构是指数据对象中数据元素之间的逻辑关系。数据结构的逻辑结构包括集合结构、线性结构、树形结构和图形结构几种基本类型。
1.2.1 集合结构
集合结构是数据元素之间没有任何关系的数据结构。在集合结构中,数据元素之间是同属于一个集合,它们之间没有任何关系。
1.2.2 线性结构
线性结构是数据元素之间是一对一的相互关系的数据结构。在线性结构中,数据元素之间存在且仅存在一个第一元素和一个最后元素,除第一元素外,其它数据元素均有且仅有一个直接前驱,除最后一个元素外,其它数据元素均有且仅有一个直接后继。
1.2.3 树形结构
树形结构是数据元素之间存在一对多的相互关系的数据结构。在树形结构中,数据元素之间存在且仅存在一个根元素,除根元素外,其它数据元素均有且仅有一个直接前驱,树形结构的特点是数据元素之间的关系呈层次结构。
1.2.4 图形结构
图形结构是数据元素之间是多对多的相互关系的数据结构。在图形结构中,数据元素之间的相互关系是任意的,图形结构是数据元素之间的关系非常复杂的一种数据结构。
1.3 数据结构的物理结构
数据结构的物理结构是指数据元素的存储方式。数据结构的物理结构包括顺序存储结构和链式存储结构两种基本类型。
1.3.1 顺序存储结构
顺序存储结构是将数据元素存放在地址相连的存储单元中的存储方式。在顺序存储结构中,数据元素之间的逻辑关系对应于存储关系。
1.3.2 链式存储结构
链式存储结构是将数据元素存放在任意的存储单元中的存储方式。在链式存储结构中,数据元素之间的逻辑关系通过指针来实现。
1.4 数据结构的抽象数据类型
数据结构的抽象数据类型是指数据结构的数学模型以及定义在此数学模型上的一组操作。数据结构的抽象数据类型包括定义在数据结构上的若干操作,它们构成了数据结构的基本操作。
1.5 数据结构的基本概念和术语
数据结构的基本概念和术语包括数据、信息、数据元素、数据对象、数据结构、逻辑结构、物理结构、抽象数据类型等。掌握数据结构的基本概念和术语是学习数据结构的前提,它是理解和掌握数据结构的基础。
综上所述,数据结构是计算机科学与技术中的一个基础课程,它是计算机存储、表示和组织数据的方式,涉及到数据对象的逻辑结构、物理结构和抽象数据类型等内容。只有深入理解数据结构的基本概念和术语,掌握数据结构的逻辑结构、物理结构和抽象数据类型,才能够更好地理解和应用数据结构。希望本教材能够帮助读者更好地理解和掌握数据结构的相关知识,为读者的学习和工作提供帮助。
2023-03-26 上传
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