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数据结构（1）基本概念和术语

article 2024/11/22 20:17:36

一、基本概念

数据（Data）：
是对客观事物的符号表示，在计算机科学中通常指计算机程序所处理的各种对象。
数据可以是数值、字符、图像、声音等任何形式的信息。
数据元素（Data Element）：
也称为数据项或记录，是数据的基本单位。
数据元素通常由若干个数据项组成，数据项是构成数据元素的不可分割的最小单位。
数据对象（Data Object）：
是性质相同的数据元素的集合，是数据的一个子集。
例如，一个包含所有学生学号的数据对象就是一个数据对象的实例。
数据结构（Data Structure）：
是指相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合。
这些关系可以是集合关系、线性关系、树形关系或图形关系等。
数据结构通常包含数据的逻辑结构、存储结构和操作三个方面的内容。

二、逻辑结构

集合结构（Collection）：
数据元素之间除了“同属于一个集合”的关系外，没有其他关系。
线性结构（Linear Structure）：
数据元素之间存在一对一的关系，形成一条有序的序列。
常见的线性结构有数组、链表、栈和队列等。
树形结构（Tree Structure）：
数据元素之间存在一对多的关系，形成层次结构。
常见的树形结构有二叉树、平衡二叉树、B树等。
图形结构（Graph Structure）：
数据元素之间存在多对多的关系，形成网状结构。
图形结构常用于表示复杂的关系网络，如社交网络、交通网络等。

三、存储结构

顺序存储结构（Sequential Storage Structure）：
将逻辑上相邻的数据元素存储在物理位置上也相邻的存储单元中。
常见的顺序存储结构有数组和顺序表等。
链式存储结构（Linked Storage Structure）：
通过指针将若干个数据元素串联起来，形成链表。
链表中的数据元素在物理上可以不连续，但在逻辑上通过指针连接起来。
常见的链式存储结构有单向链表、双向链表和循环链表等。
索引存储结构（Index Storage Structure）：
在存储数据元素的同时，建立附加的索引表，以便快速查找数据元素。
索引存储结构常用于数据库和文件系统中。
散列存储结构（Hash Storage Structure）：
根据数据元素的关键字直接计算出该元素的存储地址。
散列存储结构常用于快速查找和插入操作，如哈希表。

四、数据操作

创建操作（Creation Operation）：用于创建数据结构，并初始化其存储结构和逻辑关系。
插入操作（Insertion Operation）：将新的数据元素添加到数据结构中。
删除操作（Deletion Operation）：从数据结构中删除指定的数据元素。
查找操作（Search Operation）：在数据结构中查找满足特定条件的数据元素。
修改操作（Modification Operation）：修改数据结构中指定数据元素的值或属性。
遍历操作（Traversal Operation）：按照某种顺序依次访问数据结构中的所有数据元素。