初识数据结构

一、 基本概念
1、数据：
描述客观事物的符号，是计算机中可以操作的对象，能被计算机识别，并输入给计算机处理的符号集合。
2、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整体处理，也被称为记录。
3、数据项：
一个数据元素可以有若干个数据项组成。数据项是数据元素不可分割的最小单位。

二、数据结构形式
数据结构是相互之间存在的一种或多种特定关系的数据元素的集合。数据结构包括逻辑结构和物理结构。其中，逻辑结构含集合结构、线性结构、树形结构和图形结构。见下图：

1、逻辑结构：
数据对象中数据元素之间的相互关系。
（1）集合结构：集合中的数据除了同属于一个集合外，它们之间没有其他关系，见下图。

（2）线性结构：数据元素之间是一对一的关系，见下图。

（3）树形结构：数据元素之间存在一种一对多的层次关系，见下图。

（4）图形结构：数据元素是多对多的关系，见下图。

2、物理结构：数据的逻辑结构在计算机中的存储形式。
（1）顺序存储结构：数据关系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，见下图。

（2）链式存储结构：数据元素存放在任意的存储单元里，存储单元可以是连续的，也可以是不连续的，见下图。

注意：逻辑结构是面向问题的，而物理结构是面向计算机的，其基本的目标就是将数据及其逻辑关系存储到计算机的内存中。
三、算法
1、算法的概念：
解决特定问题求解步骤的描述，在计算机中表现为指令的有限序列，并且每条指令表示一个或多个操作。程序=数据结构+算法。
2、算法的特性
（1）输入：算法有零个或多个输入。
（2）输出：至少有一个或多个输出。
（3）有穷性：算法在执行有限的步骤之后，自动结束而不会出现无限次循环，并且每一步都在可接受的时间内完成。
（4）确定性：算法的每一步都有确定含义，不会出现二义性。
（5）可行性：每一步都能够通过执行有限次数完成。
3、设计算法要求
正确性、可读性、健壮性、简单性、时间效率高且空间使用率低。