数据结构的概念与三要素

一、数据结构的基本概念

1.1 数据

数据是信息的载体,是描述客观事物的数、字符、以及所有能输入到计算机中,被计算机程序识别和处理的符号的集合。

例子：整数、实数和字符串都是数据。

1.2 数据元素

数据的基本单位，通常作为一个整体进行考虑和处理。

1.3 数据项

构成数据元素的不可分割的最小单位。

例子：一个班学生的学生记录是一个数据元素，学生记录的每一项，比如学号、姓名、性别等是数据项。

1.4 数据对象

具有相同性质的数据元素的集合。

例子：大写字母是一个数据对象，它是集合{‘A’,’B’,’C’……’Z’}。

1.5 数据类型

一个值的集合以及定义在此集合上的一组操作的总称。

原子类型：其值不可再分的数据类型（比如整型，字符型）

结构类型：由若干成分按某种结构组成的，其值可再分的数据类型（比如Student，Frog）

抽象数据类型：抽象数据组织与之相关的操作

1.6 抽象数据类型（Abstract Data Type）

ADT是指一个数学模型以及定义在该模型上的一组操作。通常使用（数据对象、数据关系、基本操作集）三元组表示

1.7 数据结构

相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合，包括三方面的内容：逻辑结构、存储结构和数据的运算

二、数据结构的三要素

2.1 数据的逻辑结构

• 指数据元素之间的逻辑关系

• 与数据的存储无关，独立于计算机

• 分为线性结构和非线性结构

线性结构：线性表，栈，队列，串，数组和广义表

非线性结构：树，图，集合

2.2 数据的存储结构

• 指数据在计算机中的表示，也称物理结构

• 存储结构是逻辑结构用计算机语言的实现

• 分为4类：顺序存储 ，链式存储，索引存储和散列存储

顺序存储：把逻辑上相邻的元素存储在物理位置也相邻的存储单元里

链式存储：不要求物理位置的相邻，借助指示元素存储地址的指针表示元素之间的逻辑关系

索引存储：在存储元素信息的同时，添加附加的索引表

散列存储：也称hash存储，根据结点的关键字通过散列函数直接计算出结点的存储地址

2.3 数据运算

• 施加在数据上的运算（包括定义与实现）

• 一般为数据的增、删、改、查和排序等

• 运算的定义是针对逻辑结构

• 运算的实现是针对物理结构