基本概念和术语

数据

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

数据是计算机程序加工的原料。

数据元素

数据元素是数据的基本单位,通常作为一个整体进行考虑和处理。

一个数据元素可由若干数据项组成,数据项是构成数据元素的不可分割的最小单位。

例如,学生记录就是一个数据元素, 它由学号、姓名、性别等数据项组成。

数据对象

数据对象是具有相同性质的数据元素的集合,是数据的一个子集。例如,整数数据对象是集合 N

数据类型

数据类型是一个值的集合和定义在此集合上的一组操作的总称。

  1. 原子类型

    其值不可再分的数据类型。

    例如:bool类型、int类型

  2. 结构类型

    其值可以再分解为若干成分(分量)的数据类型。

    例如:

    struct Coordinate{
        int x;
        int y;
    }
  3. 抽象数据类型(ADT)

    抽象数据组织与之相关的操作

数据结构三要素

逻辑结构

  • 集合结构
  • 线性结构:一对一
  • 树形结构:一对多
  • 图状结构:多对多

数据的存储结构(物理结构)

  • 顺序存储

    把逻辑上相邻的元素存储在物理位置上也相邻的存储单元中,元素之间的关系由存储单元的邻接关系体现。

    优点:可以随机存取;每个元素占用最少的存储空间;

    缺点:只能使用一整块存储单元,可能产生较多的外部碎片;

  • 链式存储

    逻辑上相邻的元素在物理位置上也可以不相邻,借助指示元素存储地址的指针来表示元素之间的逻辑关系。

    优点:不会出现碎片现象,能充分利用所有存储单元;

    缺点:每个元素因存储指针要占用额外空间,且只能顺序存取;

  • 索引存储

    存储元素信息的同时,建立附加的索引表。索引表中的每项称为索引项,索引项一般形式是(关键字,地址)。

    优点:检索速度快;

    缺点:附加的索引表占用额外空间;增加删除数据时也要修改所以表,因而会花费较多的时间;

  • 散列存储

    根据元素的关键字直接计算出该元素的存储地址,又称哈希存储。

    优点:检索、增加和删除结点的操作都很快;

    缺点:若是散列函数不好,可能出现元素存储单元冲突,解决冲突会增加时间和空间开销;

数据的存储结构会影响存储空间分配的方便程度对数据运算的速度

数据的运算

针对于某种逻辑结构,结合实际需求,定义基本运算

运算的定义是针对逻辑结构的,指出运算的功能;

运算的实现是针对存储结构的,指出运算的具体步骤。