数据结构的基本概念

小咪咪 2022-03-29 15:20 316阅读 0赞

数据元素：是组成数据的、有一定意义的基本单位。在计算机中通常作为总体处理。也被称为记录。  
  
  
数据项：一个数据元素能够有若干个数据项组成。 数据项是数据不可切割的最小单位。  
  
  
数据对象：是性质同样的数据元素的集合。是数据的子集。  
  
  
结构：结构是指各个组成部分相互搭配的排列的方式。不容数据元素之间不是独立的。而是存在特定关系，我们将这些特定关系的称为结构。  
  
  
数据结构：是相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合。

逻辑结构：是指数据对象中数据元素之间的相互关系。  
分为下面四种：  
1、集合结构: 集合结构的数据元素除了通数据一个集合外，它们之间没有其它关系。

各个数据元素是“平等”的。他们的共同属性是“同属于一个集合”。数据结构中的集合关系就类似数学中的集合。  
2、线性结构：线性结构中的数据元素之间的一对一的关系。  
3、树形结构：树形结构中的数据元素之间存在一种一对多的层次关系  
4、图形结构：图形结构的数据元素是多对多的关系。

物理结构：（存储结构）指数据的逻辑结构在计算机中的存储形式。存储器主要是针对内存而言，像硬盘、软盘、光盘等外部存储器的数据组织通经常使用文件结构描写叙述。  
数据的存储元素直接按的逻辑关系。是实现物理结构的重点和难点。

数据元素的存储结构形式有两种：顺序存储和链式存储。

1、顺序存储结构：是把数据元素存放在地址连续的存储单元里。其数据间的逻辑关系和物理关系是一致的。  
这样的存储结构事实上非常easy。排队占位。

2、链式存储结构：是白数据元素存放在随意的存储单元里，这组存储单元能够示连续的。也能够是不连续的。  
  
  
数据类型：是指一组性质同样的值的集合及定义在此集合上的一些操作的总称。

在C语言中。数据类型能够分为两种类型：  
原子类型：是不能够再分解的基本类型，包含整型、实型、字符型等。  
结构类型：有若干个类型组合而成，是能够再分解的。比如，整型数组是由若干整型数据组成的。

抽象是抽出事务具有普遍的本质  
  
  
抽象数据类型（Abstract Data Type,ADT）:是指一个数学模型及定义在该模型上的一组操作。

抽象数据类型体现了程序设计中问题分解、抽象和信息隐藏的特性  
  
  
抽象数据类型的标准格式：  
ADT 抽象数据类型名  
Data  
数据元素之间逻辑关系的定义  
Operation  
操作1  
初始条件  
操作结果描写叙述  
操作2  
.......  
操作n  
........  
endADT  
  
  
  
  
  
  
  
算法  
算法是解决特定问题求解步骤的描写叙述。在计算机中表现为指令的有限序列，而且每条指令表示一个或多个操作。  
  
  
算法有5个基本特性：输入、输出、有穷性、确定性和可行性。

算法具有零个或多个输入。算法至少有一个或多个输出。  
有穷性：指算法在运行有限的步骤之后，自己主动结束而不会出现无限循环，而且每个步骤在可接受的时间内完毕。

确定性：算法的每一步骤都具有确定的含义。不会出现二义性。

可运行性：算法的每一步都必须是可行的，也就是说。每一步都可以通过有限次数完毕。  
  
  
  
  
正确性：算法的正确性是指算法至少应该具有输入、输出和加工处理无歧义性、能正确反映问题的需求、可以得到问题的正确答案。大体可以分为下面四个部分：  
1、算法程序的语法没有错误  
2、算法对于合法的输入数据可以产生满足要求的输结果。  
3、算法程序对于非法的输入数据可以得出满足规格说明的结果  
4、算法程序对于精心选择的，甚至刁难的測试数据都有满足要求的输出结果。

可读性：算法设计的还有一个目的是为了便于阅读、理解和交流  
健壮性：当输入数据不合法时，算法也能做出相关处理，而不是产生异常或莫名其妙的结果。  
时间效率高和存储量低：  
  
  
  
  
算法效率的度量方法：  
事后统计方法：这样的方法主要是通过设计好的測试程序和数据。利用计算机计时器对不同算法编制的程序的执行时间进行比較。从而确定算法效率的高低。 这样的的缺陷：  
1、必须根据算法事先编制好程序。这通常须要花费大量的时间和精力。  
2、时间的比較依赖于计算机的硬件和软件等环境因素，有时会掩盖算法本身的优劣。  
3、算法的測试数据设计相当困难，而且程序的执行时间往往还与測试数据的规模有非常大关系。效率高的算法在小的測试数据面前往往得不到体现。

事前分析估算方法：在计算机程序编制前。根据统计方法对算法进行估算  
1、算法採用的策略、方法  
2、编译产生的代码质量  
3、问题的输入规模  
4、机器运行指令的速度  
  
  
  
  
推断某个算法。随着n的增大，他会越来越优于还有一算法，或者越来越差于还有一算法。  
  
  
最坏情况执行时间是一种保证，那就是执行时间将不会再坏了。在应用中，这是一种最重要的需求。通常，除非特别的指定，我们提到的执行时间都是最坏情况的执行时间。

平均执行时间是全部情况中最有意义的。由于它是期望的执行时间。  
一般在没有特殊说明的情况下。都是指最坏时间复杂度。

算法的空间复杂度通过计算算法所需的存储空间实现，算法空间复杂度的计算公式记作：S(n)=O(f(n)),当中。你为问题的规模，f(n)为语句关于n所占存储空间的函数。  
  
  
  
  
线性表  
零个或多个数据元素的有限序列