简单介绍数据结构的基本概念

news2025/3/13 3:55:11

数据结构的基本概念

数据（Data）是客观事物的符号表示，是所有能输入到计算机中并被计算机程序处理的符号的总称。例如：整数、字符串、图形、图像、声音和动画等

数据元素（Data Element）是数据的基本单位，有时也可被称为元素、记录等。

在计算机中通常作为一个整体进行考虑和处理，数据元素用于完整地描述一个对象，如学生信息表中的一名学生记录

数据项（Data Item）是组成数据元素的、有独立含义的、不可分割的最小单位。例如，课程表中的课程号、课程名等

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：整数数据对象是集合N={0，±1，±2,…}

数据结构（Data Structure）是相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合，也可以说数据结构是带“结构”的数据元素的集合，“结构”是指数据元素之间存在的关系。

数据结构包括逻辑结构和存储结构两个层次。

数据的逻辑结构是从逻辑关系上描述数据，它与数据的存储无关，是独立于计算机的。因此，数据的逻辑结构可以看作是从具体问题抽象出来的数学模型。

数据的逻辑结构有两个要素：

根据数据元素之间关系的不同特性，通常有四类基本结构，如图所示，其复杂程度依次递进

集合结构：数据元素之间除了“属于同一集合”的关系外，别无其他关系。例如，确定一个员工是否为销售部员工，只需将销售部看作一个集合结构
线性结构：线性结构作为最常用的数据结构，其特点是数据元素只按先后次序连接，数据元素之间存在一对一的关系。例如，将学生的基本信息数据按照学号的先后顺序进行排列，将组成一个线性结构，如线性表、栈、队列和字符串等
非线性结构：非线性结构，数学用语，其逻辑特征是一个数据元素可能有多个直接前驱和多个直接后续。其中对于这种数据结构中的任意一个数据元素；与它相邻且在它之前的数据元素称为该数据元素的直接前驱；对于该结构中任意一个数据元素，与它相邻且在它之后的数据元素称为该数据元素的直接后续。非线性结构可分为树结构和图结构
- 树结构：树结构的数据元素是分层次的纵向连接，数据元素之间存在一对多的关系。例如，经理管理多个组长，每位组长管理多个员工，这就构成树结构
- 图结构或网状结构：图结构或网状结构的数据元素的有各种各样的复杂连接，数据之间存在多对多的关系。例如，一门课程同时有若干个学生选修，一个学生可以同时选修多门课程，从而构成图结构或网状结构