程序設計 = 數據結構 + 算法
什么是數據結構
- 是互相之間存在一種或多種特定關系的數據元素的集合
- 是一門研究非數值計算的程序設計問題中的操作對象，以及它們之間的關系和操作等相關問題的學科
- 按照視點的不同，分為邏輯結構和物理結構
什么是數據
- 描述客觀事物的符號
- 是計算機中可以操作的對象
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能被計算機識別，并輸入給計算機處理的符號集合
- 數值類型（整型、實型等，可以進行數值計算）
- 非數值類型（聲音、圖像、視頻等通過編碼手段變成字符數據來處理）
什么是數據元素
- 是組成數據的、有一定意義的基本單位
- 在計算機中通常作為整體處理
- 也被成為記錄
比如，在人類中，什么是數據元素呀？當然是人啦！
畜類呢？牛、馬、羊、狗、豬等動物當然就是禽類的數據元素。
什么是數據項
- 一個數據元素可以由若干個數據項組成
- 數據項是數據不可分割的最小單位
比如人這樣的數據元素，可以有眼、耳、口、鼻、手、腳、嘴等這些數據項，也可以有姓名、年齡、性別、出生地址、聯系電話等數據項，具體有哪些數據項，要視你做的系統來決定。不過我們在真正討論問題時，數據元素才是數據結構中建立模型的著眼點。就像我們談論一部電影時，是討論這部電影角色這樣的“數據元素”，而不是針對這個角色的姓名或者年齡這樣的“數據項”去研究分析。
什么是數據對象
- 是性質相同的數據元素的集合
- 是數據的子集
什么叫性質相同呢，是指數據元素具有相同數量和類型的數據項，比如人都有姓名、生日、性別等相同的數據項。因數據對象是數據的子集，在實際應用中，在不產生混淆的情況下，我們都將數據對象簡稱為數據。
什么是結構
- 現實世界中，不同數據之間不是獨立的
- 存在特定的關系
- 將這些關系稱為結構
- 指各個組成部分互相搭配和排列的方式
比如分子結構，就是說組成分子的原子之間的排列方式。
什么是邏輯結構
- 數據對象中數據元素之間的互相關系
邏輯結構的四種分類
- 集合結構
- 集合結構中的數據元素除了同屬于一個集合外，它們之間沒有其他關系
- 各個元素是“平等”的，它們的共同屬性是“同屬于一個集合”，類似數學中的集合
- 線性結構
- 線性結構中的數據元素之間是一對一的關系
- 樹形結構
- 數據元素之間存在一種一對多的層次關系
- 圖形結構
- 數據元素是多對多的關系
邏輯結構是針對具體問題的，是為了解決某個問題，在對問題理解的基礎上，選擇一個合適的數據結構表示數據元素之間的邏輯關系
什么是物理結構(也稱存儲結構)
- 實際上就是如何把數據元素存儲到計算機的存儲器中，并正確反映數據元素之間的邏輯關系
- 存儲器主要是針對內存而言的，像硬盤、軟盤、光盤等外部存儲器的數據組織通常用文件結構來描述
- 存儲結構形式：順序存儲和鏈式儲存
順序儲存結構
- 是把數據元素存放在地址連續的儲存單元里，其數據間的邏輯關系和物理關系是一致的
- 說白了，就是排隊占位，一個蘿卜一個坑，都別插隊
- 數組就是這個結構
鏈式儲存結構
比如銀醫院等地方，設置了排隊系統，每個人去了，先領一個號，等著叫號，叫到時去辦理業務或看病。在等待的時候，愛在哪在哪，可以坐著、站著，去外面溜達一圈，只要及時回來就行。你關注的是前一個號有沒有被叫到，叫到了，下一個就輪到了。
- 是把數據元素存放在任意的存儲單元里
- 這組存儲單元可以是連續的，也可以是不連續的
- 用一個指針存放數據元素的地址，通過地址可以找到相關數據元素的位置
邏輯結構是面向問題的，而物理結構就是面向計算機的，其基本的目標就是將數據及其邏輯關系存儲到計算機的內存中。
數據類型
- 是指一組性質相同的值的集合及定義在此集合上的一些操作的總稱。
- 在C語言中，按照取值的不同，可以分類兩類
- 原子類型：是不可以再分解的基本類型，包括整型、實型、字符型等
- 結構類型：由若干個類型組合而成，是可以再分解的。例如，整型數組是由若干整型數據組成的
抽象數據類型
抽象是指抽取出事物具有的普遍性的本質。它是抽出問題的特征而忽略非本質的細節，是對 具體事物的一個概括。抽象是一種思考問題的方式，它隱藏了繁雜的細節，只保留實現目標所必需的信息。
- 抽象數據類型是指一個數學模型及定義在該模型上的一組操作
- 抽象數據類型的定義僅取決于它的一組邏輯特性，而與其在計算機內部如何表示和實現無關
一個數據類型定義了：一個數據對象、數據對象中各數據元素之間的關系及數據元素的操作。至于，一個抽象數據類型到底需要哪些操作，這就只能由設計者根據實際需要來定。**抽象數據類型體現了程序設計中問題分抽象和信息隱藏的特性。
總結回顧
