主讲人陈玉华.ppt
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1、主讲人陈玉华 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望第1章 绪论oo1.1 数据结构概述数据结构概述oo1.2 基本概念基本概念oo1.3 算法描述及分析算法描述及分析1.1 什么是数据结构什么是数据结构众众所所周周知知,计计算算机机的的程程序序是是对对数数据据进进行行加加工工处处理理。在在大大多多数数情情况况下下,这这些些数数据据并并不不是是无无组组织织的的,数数据据之之间间往往往往具具有有重重要要的的结结构构关关系系,这这就就是是数数据据结结构构的的重
2、重要要内内容容。那那么么,什什么么是是数据结构呢?数据结构呢?oo例例例例 1-1 1-1 一个大学的学生成绩管理。一个大学的学生成绩管理。一个大学的学生成绩管理。一个大学的学生成绩管理。姓名姓名姓名姓名学号学号学号学号性别性别性别性别高数高数高数高数英语英语英语英语物理物理物理物理黄雨黄雨黄雨黄雨98019801女女女女989887877979刘昌刘昌刘昌刘昌98029802男男男男878788886868张云张云张云张云98039803男男男男787865656666马力马力马力马力98049804男男男男777787879090 在在在在这这这这种种种种数数数数据据据据结结结结构构构构中
3、中中中,计计计计算算算算机机机机处处处处理理理理的的的的数数数数据据据据之之之之间间间间存存存存在在在在的的的的是是是是一一一一种种种种 “一个对一个一个对一个一个对一个一个对一个”的简单的简单的简单的简单线性关系,称为线性数据结构。线性关系,称为线性数据结构。线性关系,称为线性数据结构。线性关系,称为线性数据结构。oo例例 1-2 一所大学的部门管理。一所大学的部门管理。计信学院计信学院计信学院计信学院物电学院物电学院物电学院物电学院数学学院数学学院数学学院数学学院计算机系计算机系计算机系计算机系 网络工程网络工程网络工程网络工程 教育技术教育技术教育技术教育技术 教师教师教师教师 学生学生
4、学生学生 教师教师教师教师1 1教师教师教师教师mm 在在在在这这这这种种种种数数数数据据据据结结结结构构构构中中中中,计计计计算算算算机机机机处处处处理理理理的的的的数数数数据据据据之之之之间间间间存存存存在在在在的的的的是是是是一一一一种种种种 “一个对多个一个对多个一个对多个一个对多个”的的的的关系,称为树形数据结构。关系,称为树形数据结构。关系,称为树形数据结构。关系,称为树形数据结构。例例例例 1-3 1-3 在在在在 n n 个个个个城城城城市市市市间间间间建建建建立立立立通通通通信信信信网网网网络络络络,要要要要求求求求在在在在其其其其中中中中任任任任意意意意两两两两个个个个城城
5、城城市市市市间间间间都都都都有有有有直直直直接接接接的的的的或或或或间间间间接接接接的的的的通通通通信信信信线线线线路路路路,在在在在已已已已知知知知某某某某些些些些城城城城市市市市之之之之间间间间直直直直接接接接通通通通信信信信线线线线路路路路预预预预算算算算造造造造价价价价的情况下,使网络的造价最低。的情况下,使网络的造价最低。的情况下,使网络的造价最低。的情况下,使网络的造价最低。A AB BC CD DE EF FG G2 22 21 13 31 12 23 34 44 41 1A AB BC CD DE EF FG G2 22 21 11 12 21 1城市间的通信线路城市间的通信线
6、路城市间的通信线路城市间的通信线路最小造价通信线路最小造价通信线路最小造价通信线路最小造价通信线路 在在在在这这这这种种种种数数数数据据据据结结结结构构构构中中中中,计计计计算算算算机机机机处处处处理理理理的的的的数数数数据据据据之之之之间间间间存存存存在在在在的的的的是是是是一一一一种种种种 “多对多多对多多对多多对多”的的的的关系,称为网状(图状)结构。关系,称为网状(图状)结构。关系,称为网状(图状)结构。关系,称为网状(图状)结构。简简单单地地说说,数数据据结结构构是是研研究究非非数数值值计计算算程程序序设设计计问问题题中中数数据据以以及及它它们们之之间间的的逻逻辑辑关关系系和和对对数
7、数据据操操作作的的一一门门课课程程。重重点点分分析析数数据据之之间间抽抽象象的的相相互互关关系系,而而不不涉涉及及数数据据的的具具体体内容。内容。1.2 基本概念 1.数据数据(data)数据是对客观事物的符号表示,在计算机科学数据是对客观事物的符号表示,在计算机科学中是指所有能输入到计算机中并被计算机程中是指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。序处理的符号的总称。例如,一个利用数值分析方法求解代数方程的程序,例如,一个利用数值分析方法求解代数方程的程序,其处理对象是整数和实数;一个编译程序或文字处其处理对象是整数和实数;一个编译程序或文字处理程序的处理对象是字符串。对计算机科
8、学而言,理程序的处理对象是字符串。对计算机科学而言,数据的含义极为广泛,如图形、图像、色彩、声音数据的含义极为广泛,如图形、图像、色彩、声音等都可以通过编码而归之于数据的范畴。等都可以通过编码而归之于数据的范畴。2.数据元素数据元素(data element)数据元素数据元素 是数据的基本单位,也称为结点,在是数据的基本单位,也称为结点,在计算机程序中通常作为一个整体进行考虑和计算机程序中通常作为一个整体进行考虑和处理。有时,一个数据元素可以由若干个数处理。有时,一个数据元素可以由若干个数据项据项(data item)组成。组成。例例如如,某某程程序序处处理理的的数数据据是是学学生生信信息息表
9、表,每每个个学学生生的的信信息息就就是是一一个个数数据据元元素素,其其中中的的姓姓名名、性性别别、年年龄龄等等是是这这个个数数据据元元素素中中的的数数据据项项。数据项是数据处理中的最小单位。数据项是数据处理中的最小单位。3.数据对象数据对象(data object)数数据据对对象象是是性性质质相相同同的的数数据据元元素素的的集集合合,是是数数据据的的一个子集。一个子集。例如:例如:整数数据对象是集合整数数据对象是集合 N=0,1,2,;字母字符的数据对象是集合字母字符的数据对象是集合 C=A,B,。4.数据的逻辑结构数据的逻辑结构(data logical structure)(data lo
10、gical structure)数据的逻辑结构反映的是数据元素之间的逻辑数据的逻辑结构反映的是数据元素之间的逻辑(数学)关系,并不依赖于计算机。(数学)关系,并不依赖于计算机。(1)集合集合:结构中的数据元素之间除了:结构中的数据元素之间除了“同属同属于一个集合于一个集合”外,别无其他的关系。外,别无其他的关系。(2)线性结构线性结构:结构中的数据元素之间存在着:结构中的数据元素之间存在着一个对一个的关系。一个对一个的关系。(3)树树型型结结构构:结结构构中中的的数数据据元元素素之之间间存存在在着着一个对多个的关系。一个对多个的关系。(4)图状结构或网状结构:图状结构或网状结构:结构中的数据元
11、素结构中的数据元素之间存在着多个对多个的关系。之间存在着多个对多个的关系。5201295 5128135.数据的存储结构数据的存储结构(data memory structure)(data memory structure)数据的存储结构数据的存储结构(或称物理结构或称物理结构)是数据在计是数据在计算机存储器中的表示,包括数据的存储方式算机存储器中的表示,包括数据的存储方式及数据之间的逻辑关系。数据的物理结构是及数据之间的逻辑关系。数据的物理结构是依赖于计算机的。依赖于计算机的。(1)顺序存储结构:顺序存储结构:逻辑上相邻的数据元素在存储器中也相邻。逻辑上相邻的数据元素在存储器中也相邻。(2
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