严蔚敏《数据结构》：初识数据结构基本概念与术语

数据结构是计算机科学中的核心概念，它涉及到如何在计算机上有效地组织和存储数据，以便于进行各种操作。《数据结构》（C语言版）和《数据结构》（C++版）是严蔚敏、吴伟民和王红梅等编著的经典教材，它们对于理解数据结构的基础概念至关重要。 数据，作为信息的载体，是描述客观事物的数、字符以及能够被计算机识别和处理的符号集合。它不仅是数字或文字，也包括符号、图形和文本等各种形式，这些都是构成算法和数据结构的基础。 数据结构主要分为几种类型，例如： 1. **线性结构**：如学生成绩表格，这种结构中的元素按照一定的顺序排列，通常具有前后关系，如单链表、数组和栈（Stack.cpp）、队列（Queue.cpp）等。 2. **树形结构**：如UNIX文件系统结构图，它由节点组成，每个节点可以有零个或多个子节点，代表了层次关系，如文件、目录等。常见的树形结构还有二叉树、AVL树、B树等，代码实现如Tree.cpp。 3. **图状结构**：图由顶点（节点）和边组成，图中的元素间可能不存在直接的前后顺序，而是通过边连接，如给出的多对多的关系图，用来表示复杂的关系网络。在实际应用中，图可以用于描述网络、地图等。 4. **集合**：不考虑元素之间的顺序，仅关注元素的存在与否，是数据结构中的基础概念，如无序列表和哈希集合。 5. **网状结构**：虽然没有单独提及，但可以认为图状结构包含网状结构的特性，即元素之间有多对多的联系，与现实世界的复杂网络类似。 在算法设计中，数据结构的选择和实现直接影响算法的效率。数据结构不仅影响了内存使用，还决定了搜索、插入和删除等操作的时间复杂度。例如，查找一个有序数组的时间复杂度为O(log n)，而无序数组则为O(n)。 数据结构的重要性在于它能够抽象地表示现实世界的复杂性，许多非数值计算问题的数学模型并非简单的数学方程，而是基于这些数据结构来构建。数据结构的研究包括设计高效的算法来操作这些数据结构，以及如何在有限的计算资源下优化数据的存储和访问。 总结来说，数据结构是计算机科学的基础，它涵盖了集合、线性结构、树形结构、图状结构等基本概念，通过这些结构，我们能够更好地组织数据，支持各种计算任务，从而提升计算机系统的性能和效率。学习数据结构对于理解软件工程、算法设计以及解决实际问题具有重要意义。