【数据结构】：数据结构的基本概念

一、在介绍数据结构前，我们首先了解一下数据结构的作用。随着计算机应用领域的扩大和软硬件的发展，对于解决计算机的非数值计算问题占着越来越重要的比例，对此这就需要程序设计者设计出合适的数据结构。数据结构的研究主要是关于数据的各种逻辑结构，存储结构和各种操作。

二、数据结构的基本术语

1、数据

数据是信息的载体，是描述客观事物的符号，能够被计算机识别、存储和加工处理。在计算机科学中，数据可以是数值数据，也可以是非数值数据。数值数据为一些整数、实数或复数；非数值数据包括字符、文字、图形和语音等。这些数据必须具备两个前提：

① 可以输入到计算机中

② 能被计算机程序处理

2、数据元素

数据元素是数据的基本单位，在不同条件下，数据元素又可称为元素、记录的等。在某个具体问题中，数据元素都具有相同的性质，属于同个数据对象，例如：猫、兔子等都称为动物的数据元素。

3、数据项

所谓的数据项是数据不可分割的最小单位，若干的数据项可以构成一个数据元素。例如在学生管理系统中的每个学生信息就为一个数据元素，而学生姓名、性别、学号等均称为数据项。虽然数据项是数据的最小单位，但实际研究数据结构时都默认将数据元素作为研究的着重点。

4、数据对象

数据对象是性质相同的数据元素的集合，是数据的子集。所谓的性质相同指的是数据元素都具有相同数量和类型的数据项，例如学生表中每个学生信息都有姓名、性别、学号等数据项，这些学生信息共同构成一个学生信息表。既然数据对象为数据的子集，为了在实际运用中不引起混淆，我们都将数据对象简称数据。

5、数据结构

结构：任何的事物或多或少都存在有一定的联系，当然，不同的数据元素之间也不会是独立的，存在有一种或多种关系，我们将这些关系称为结构。

数据结构：根据上面结构的概念，数据结构就是相互之间存在一种或多种关系的数据元素的集合。

三、数据的逻辑结构和物理结构

逻辑结构

数据元素间的关系往往不同，根据不同的数据关系，可以分为4类基本结构

1、集合结构

集合结构的数据元素之间没有其他的关系，仅仅是同属于一个集合内而已，各个数据元素间是平等的。

                 

2、线性结构

在这种结构中，各个数据元素之间存在着一对一的关系，是有一定线性次序。

                  

3、树状结构

树状结构中数据元素间存在着一对多的关系，例如一个年级有两个班，每个班由一个班主任带班，每个班按所住宿舍分组，每个宿舍有一个宿舍长，每个宿舍长下有其他的宿舍成员。

                  

4、图形结构

在图形结构中，数据元素间具有多对多的关系，如中国的公路交通网，每个节点都和多个节点具有一定的联系。

                   

物理结构

所谓的物理结构指的是数据结构在计算机中的表示（又称为映像），即其存储的形式。关于其存储形式又分为下面几种存储结构：

1、顺序存储结构

顺序存储结构是把逻辑上相邻的元素存储在物理位置上连续的存储单元中，这种存储方法是一种最为基本的存储表示方法，如同C语言中的数组。

           

2、链式存储结构

链式存储方法是将逻辑上相邻的元素不要求一定要按物理位置相邻的方式进行存储，元素间的逻辑共关系通过附设的指针字段来表示，如C语言中的链表。

                 

四、数据结构的操作

不同的数据结构其操作集不同，但下列操作必不可少：

① 结构的生成

② 结构的销毁

③ 在结构中查找满足条件的数据元素

④ 在结构中插入新的数据元素

⑤ 删除结构中已经存在的数据元素

⑥ 遍历结构中的所有数据元素