2017年計算機二級公共基礎(chǔ)輔導(dǎo)講義:數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本概念

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    1.2數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本概念
    1、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是指相互有關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)元素的集合。
    2、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)主要研究和討論以下三個方面的問題:
    (1)數(shù)據(jù)集合中各數(shù)據(jù)元素之間所固有的邏輯關(guān)系,即數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)。
    數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)包含:
    1)表示數(shù)據(jù)元素的信息;
    2)表示各數(shù)據(jù)元素之間的前后件關(guān)系(注釋1)。
    (2)在對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理時,各數(shù)據(jù)元素在計算機中的存儲關(guān)系,即數(shù)據(jù)的存儲結(jié)構(gòu)。
    數(shù)據(jù)的存儲結(jié)構(gòu)有順序、鏈接、索引等。
    1)順序存儲。它是把邏輯上相鄰的結(jié)點存儲在物理位置相鄰的存儲單元里,結(jié)點間的邏輯關(guān)系由存儲單元的鄰接關(guān)系來體現(xiàn)。由此得到的存儲表示稱為順序存儲結(jié)構(gòu)。
    2)鏈接存儲。它不要求邏輯上相鄰的結(jié)點在物理位置上亦相鄰,結(jié)點間的邏輯關(guān)系是由附加的指針字段表示的。由此得到的存儲表示稱為鏈?zhǔn)酱鎯Y(jié)構(gòu)。
    3)索引存儲:除建立存儲結(jié)點信息外,還建立附加的索引表來標(biāo)識結(jié)點的地址。
    *:數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)反映數(shù)據(jù)元素之間的邏輯關(guān)系,數(shù)據(jù)的存儲結(jié)構(gòu)(也稱數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu))是數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)在計算機存儲空間中的存放形式。同一種邏輯結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)可以采用不同的存儲結(jié)構(gòu),但影響數(shù)據(jù)處理效率。
    例:(2)數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)在計算機存儲空間中的存放形式稱為數(shù)據(jù)的______。
    答:模式#邏輯模式#概念模式
    (3)對各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行的運算。
    3、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的圖形表示
    一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)除了用二元關(guān)系表示外,還可以直觀地用圖形表示。在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的圖形表示中,對于數(shù)據(jù)集合D中的每一個數(shù)據(jù)元素用中間標(biāo)有元素值的方框表示,一般稱之為數(shù)據(jù)結(jié)點,并簡稱為結(jié)點;為了進(jìn)一步表示各數(shù)據(jù)元素之間的前后件關(guān)系,對于關(guān)系R中的每一個二元組,用一條有向線段從前件結(jié)點指向后件結(jié)點。
    4、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分為兩大類型:線性結(jié)構(gòu)和非線性結(jié)構(gòu)。
    (1)線性結(jié)構(gòu)(非空的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu))條件:1)有且只有一個根結(jié)點(注釋2);2)每一個結(jié)點最多有一個前件,也最多有一個后件。
    *:常見的線性結(jié)構(gòu)有線性表、棧、隊列和線性鏈表等。
    (2)非線性結(jié)構(gòu):不滿足線性結(jié)構(gòu)條件的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
    *:常見的非線性結(jié)構(gòu)有樹、二叉樹和圖等。
    (注釋1)前后件關(guān)系:一般情況下,在具有相同特征的數(shù)據(jù)元素集合中,各個數(shù)據(jù)元素之間存在某種關(guān)系(即聯(lián)系),這種關(guān)系反映了該集合中的數(shù)據(jù)元素所固有的一種結(jié)構(gòu)。在數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域中,通常把數(shù)據(jù)元素之間這種固有的關(guān)系簡單地用前后件關(guān)系(即直接前驅(qū)與直接后繼關(guān)系)來描述。
    (注釋2)在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中,沒有前件的結(jié)點稱為根結(jié)點。