山东中医药大学计算机科学与技术2班王鑫童数据结构绪论笔记

数据结构的创始人——克努思

非数值问题的数据组织和处理的主要内容有：

（1）数据的逻辑结构：线性表、树、图等数据结构，其核心是如何组织待处理的数据以及数据之间的关系；

（2）数据的存储结构：如何将线性表、树、图等数据结构存储到计算机的存储器中，其核心是如何有效地存储数据以及数据之间的逻辑关系；

（3）算法：如何基于数据的某种存储结构实现插入、删除、查找等基本操作，其核心是如何有效地处理数据；

（4）常用数据处理技术：查找技术、排序技术、索引技术等。

数据和数据元素的概念：

数据：所有能输入到计算机中并能被计算机程序识别和处理的符号集合。

数值数据：整数、实数等。

非数值数据：图形、图象、声音、文字等 。

数据元素：数据的基本单位，在计算机程序中通常作为一个整体进行考虑和处理。

数据元素是讨论数据结构时涉及的最小数据单位，其中的数据项一般不予考虑。

数据结构：相互之间存在一定关系的数据元素的集合。按照视点的不同，数据结构分为逻辑结构和存储结构。

逻辑结构：指数据元素之间逻辑关系的整体。

存储结构：又称为物理结构，是数据及其逻辑结构在计算机中的表示。

数据结构在逻辑上分为4类：

1，集合。数据元素之间就是属于同一个集合。

2，线性结构。数据元素之间存在一对一的线性关系。

3，树结构，数据元素之间存在一对多的层次关系。

4，图机构，数据元素之间存在着多对多的任意关系。

存储结构通常有2种：

1.顺序存储结构：用一组连续的存储单元依次存储数据元素，数据元素之间的逻辑关系由元素的存储位置来表示。

2. 链接存储结构：用一组任意的存储单元存储数据元素，数据元素之间的逻辑关系用指针来表示 。

数据的逻辑结构属于用户视图，是面向问题的，反映了数据内部的构成方式；数据的存储结构属于具体实现的视图，是面向计算机的。

一种数据的逻辑结构可以用多种存储结构来存储，而采用不同的存储结构，其数据处理的效率往往是不同的。

算法（Algorithm）:是对特定问题求解步骤的一种描述，是指令的有限序列。

常用的描述算法的方法有:

1自然语言

2流程图

3程序设计语言

4伪代码

 

2.算法的五大特性：

⑴输入：一个算法有零个或多个输入。

⑵输出：一个算法有一个或多个输出。

⑶有穷性：一个算法必须总是在执行有穷步之后结束，且每一步都在有穷时间内完成。

⑷确定性：算法中的每一条指令必须有确切的含义，对于相同的输入只能得到相同的输出。

⑸可行性：算法描述的操作可以通过已经实现的基本操作执行有限次来实现。

欧几里德算法：

#include <iostream.h>

int CommonFactor(int m, int n)

{

   int r = m % n;

   while (r != 0)

   {

      m = n;

      n = r;

      r = m % n;

   }

   return n;

}

void main( )

{

  cout<<CommonFactor(63, 54)<<endl;

}

事后统计：优点：将算法实现，观测其时间和空间开销。缺点：花费较多精力。

事前分析：对算法所消耗资源的一种估算方法。