《数据类型数据结构》word版

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1、数据类型数据结构2011-06-23数据类型数据结构数据类型数据结构数据(Data)数据是信息的载体。它能够被计算机识别、存储和加工处理，是计算机程序加工的"原料"。随着计算机应用领域的扩大，数据的范畴包括：整数、实数、字符串、图像和声音等。数据元素(DataElement)数据元素是数据的基本单位。数据元素也称元素、结点、顶点、记录。一个数据元素可以由若干个数据项(也可称为字段、域、属性)组成。数据项是具有独立含义的最小标识单位。数据结构(DataStructure)数据结构指的是数据之间的相互关系，即数据的组织形式。1.数据结构一般包括以下三方面内容：①数据元素之间

2、的逻辑关系，也称数据的逻辑结构(LogicalStructure)；数据的逻辑结构是从逻辑关系上描述数据，与数据的存储无关，是独立于计算机的。数据的逻辑结构可以看作是从具体问题抽象出来的数学模型。②数据元素及其关系在计算机存储器内的表示，称为数据的存储结构(StorageStructure)；数据的存储结构是逻辑结构用计算机语言的实现(亦称为映象)，它依赖于计算机语言。对机器语言而言，存储结构是具体的。一般，只在高级语言的层次上讨论存储结构。③数据的运算，即对数据施加的操作。数据的运算定义在数据的逻辑结构上，每种逻辑结构都有一个运算的集合。最常用的检索、插入、删除、更新

3、、排序等运算实际上只是在抽象的数据上所施加的一系列抽象的操作。所谓抽象的操作，是指我们只知道这些操作是"做什么"，而无须考虑"如何做"。只有确定了存储结构之后，才考虑如何具体实现这些运算。为了增加对数据结构的感性认识，下面举例来说明有关数据结构的概念。【例1.1】学生成绩表，见下表。注意：在表中指出数据元素、数据项、开始结点和终端结点等概念(1)逻辑结构表中的每一行是一个数据元素(或记录、结点)，它由学号、姓名、各科成绩及平均成绩等数据项组成。表中数据元素之间的逻辑关系是：对表中任一个结点，与它相邻且在它前面的结点(亦称为直接前趋(ImmediatePredecesso

4、r))最多只有一个；与表中任一结点相邻且在其后的结点(亦称为直接后继(ImmediateSuccessor))也最多只有一个。表中只有第一个结点没有直接前趋，故称为开始结点；也只有最后一个结点没有直接后继。故称之为终端结点。例如，表中"马二"所在结点的直接前趋结点和直接后继结点分别是"丁一"和"张三"所在的结点，上述结点间的关系构成了这张学生成绩表的逻辑结构。(2)存储结构该表的存储结构是指用计算机语言如何表示结点之间的这种关系，即表中的结点是顺序邻接地存储在一片连续的单元之中，还是用指针将这些结点链接在一起?(3)数据的运算在上面的学生成绩表中，可能要经常查看某一学生

5、的成绩；当学生退学时要删除相应的结点；进来新学生时要增加结点。究竟如何进行查找、删除、插入，这就是数据的运算问题。搞清楚了上述三个问题，也就弄清了学生成绩表这个数据结构。2.数据的逻辑结构分类在不产生混淆的前提下，常将数据的逻辑结构简称为数据结构。数据的逻辑结构有两大类：(1)线性结构线性结构的逻辑特征是：若结构是非空集，则有且仅有一个开始结点和一个终端结点，并且所有结点都最多只有一个直接前趋和一个直接后继。线性表是一个典型的线性结构。栈、队列、串等都是线性结构。(2)非线性结构非线性结构的逻辑特征是：一个结点可能有多个直接前趋和直接后继。数组、广义表、树和图等数据结构

6、都是非线性结构。3.数据的四种基本存储方法数据的存储结构可用以下四种基本存储方法得到：(1)顺序存储方法该方法把逻辑上相邻的结点存储在物理位置上相邻的存储单元里，结点间的逻辑关系由存储单元的邻接关系来体现。由此得到的存储表示称为顺序存储结构(SequentialStorageStructure)，通常借助程序语言的数组描述。该方法主要应用于线性的数据结构。非线性的数据结构也可通过某种线性化的方法实现顺序存储。(2)链接存储方法该方法不要求逻辑上相邻的结点在物理位置上亦相邻，结点间的逻辑关系由附加的指针字段表示。由此得到的存储表示称为链式存储结构(LinkedStorag

7、eStructure),通常借助于程序语言的指针类型描述。(3)索引存储方法该方法通常在储存结点信息的同时，还建立附加的索引表。索引表由若干索引项组成。若每个结点在索引表中都有一个索引项，则该索引表称之为稠密索引(DenseIndex)。若一组结点在索引表中只对应一个索引项，则该索引表称为稀疏索引(SpareIndex)。索引项的一般形式是：(关键字、地址)关键字是能唯一标识一个结点的那些数据项。稠密索引中索引项的地址指示结点所在的存储位置；稀疏索引中索引项的地址指示一组结点的起始存储位置。(4)散列存储方法该方法的基本思想是：根据结点的