数据结构基本概念.ppt
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1、第第 1章章 数据结构数据结构 1.1 数据结构的基本概念与算法数据结构的基本概念与算法1.2 线性表线性表 1.3 栈和队列栈和队列1.4 树和二叉树树和二叉树1.5 查找查找1.6 内部排序内部排序ABCDEFG姓名姓名 学号学号 成绩成绩 班级班级 李红李红 9761059 95 机机97.6 1065865计算机是一门研究用计算机进行信息表示和处理的计算机是一门研究用计算机进行信息表示和处理的科学。这里面涉及到两个问题:科学。这里面涉及到两个问题:信息的表示信息的表示 信息的处理信息的处理 而信息的表示和存储又直接关系到处理信息的而信息的表示和存储又直接关系到处理信息的程序的效率。随着
2、计算机的普及,信息量的增加,程序的效率。随着计算机的普及,信息量的增加,信息范围的拓宽,使许多系统程序和应用程序的信息范围的拓宽,使许多系统程序和应用程序的规模很大,结构又相当复杂。因此,为了编写出规模很大,结构又相当复杂。因此,为了编写出一个一个“好好”的程序,必须分析待处理的的程序,必须分析待处理的对象的特对象的特征征及各及各对象之间存在的关系对象之间存在的关系,这就是数据结构这,这就是数据结构这门课所要研究的问题。门课所要研究的问题。什么是数据结构什么是数据结构下面文字的含义:漆黑的头发没有麻子脚不大周正演绎漆黑的头发,没有麻子,脚不大,周正。结论:描述一个古代美人!演绎漆黑的头发没有,
3、麻子,脚不大周正。结论:描述了一个古代丑女人,还是个瘸子。结论两个不同的演绎表现为不同的结果,一个是古代美人,一个确实古代丑女人,原因只是文字的不同组合造成!也就是说:相同的文字(数据)经过不同的组合(结构)会也就是说:相同的文字(数据)经过不同的组合(结构)会得到不同的结果,这就是我们要介绍的数据结构:得到不同的结果,这就是我们要介绍的数据结构:数据及数据及其之间的关系(结构)。其之间的关系(结构)。1.1 数据结构的基本概念与算法数据结构的基本概念与算法1.数据结构的定义数据结构的定义1).数据:数据:信息载体,能够被计算机识别、存储和加工处理。可以信息载体,能够被计算机识别、存储和加工处
4、理。可以是是数值数据数值数据(整数、实数整数、实数),也可以是,也可以是非数值数据非数值数据(声音、图像声音、图像等等)。2).数据项数据项:是数据的具有独立含义的不可分割的是数据的具有独立含义的不可分割的最小标识单最小标识单位位,如成绩表中学号如成绩表中学号,姓名等姓名等.3).数据元素:数据元素:一个数据元素由一个数据元素由若干数据项若干数据项组成组成,是数据的是数据的基本单位基本单位,通,通常作为一个整体进行考虑和处理常作为一个整体进行考虑和处理(又称又称结点、记录结点、记录)。1.1.11.1.1数据结构的基本概念数据结构的基本概念数据结构的基本概念数据结构的基本概念学号学号姓名姓名系
5、系别别住址住址电话电话981111李洪李洪机械机械六舍六舍5371111982111王王刚刚电电子子四舍四舍5372111983211王将王将计计算机算机五舍五舍5373211983212张张强强机械机械六舎六舎53722214个数据元素个数据元素5个数个数据项据项1个数个数据项据项1个数个数据元素据元素4).数据对象数据对象:具有具有相同性质相同性质的的数据元素的数据元素的集合集合。是是数据的一个子集。数据的一个子集。例例:成绩表成绩表 学号学号姓名姓名系系别别住址住址电话电话981111李洪李洪机械机械六舍六舍5371111982111王王刚刚电电子子四舍四舍5372111983211王将
6、王将计计算机算机五舍五舍5373211983212张张强强机械机械六舎六舎53722211.数据结构的定义数据结构的定义1).数据:数据:2).数据项数据项:3).数据元素:数据元素:关键码:关键码:值唯一能区别不同的值唯一能区别不同的数据元素的数据项数据元素的数据项数据对象数据对象-由由4 4个记录组成个记录组成,表中每行是一个记录表中每行是一个记录,每个每个记录由记录由5 5个数据项组成个数据项组成.1.1 数据结构的基本概念与算法数据结构的基本概念与算法1.1.11.1.1数据结构的基本概念数据结构的基本概念数据结构的基本概念数据结构的基本概念1.数据结构的定义数据结构的定义1).数据:
7、数据:2).数据项数据项:3).数据元素:数据元素:4).数据对象数据对象:5).数据结构数据结构:相互之间存在着一种或多种相互之间存在着一种或多种关系关系的的数据元素数据元素的集的集合。合。研究研究 内容内容数据的逻辑结构数据的逻辑结构:各数据元素之间的逻辑关系各数据元素之间的逻辑关系数据的存储结构数据的存储结构:各数据元素在计算机中的存储关系各数据元素在计算机中的存储关系对各种数据结构进行的运算对各种数据结构进行的运算:添加,删除,排序等。添加,删除,排序等。1.1 数据结构的基本概念与算法数据结构的基本概念与算法1.1.11.1.1数据结构的基本概念数据结构的基本概念数据结构的基本概念数
8、据结构的基本概念1.数据结构的定义数据结构的定义1).数据:数据:2).数据项数据项:3).数据元素:数据元素:4).数据对象数据对象:5).数据结构数据结构:相互之间存在着一种或多种相互之间存在着一种或多种关系关系的的数据元素数据元素的集的集合。合。研究研究 目的目的一是提高数据处理的一是提高数据处理的速度速度.二是尽量节省在数据处理过程中所占用的计算机存储二是尽量节省在数据处理过程中所占用的计算机存储空间空间.1.1 数据结构的基本概念与算法数据结构的基本概念与算法1.1.11.1.1数据结构的基本概念数据结构的基本概念数据结构的基本概念数据结构的基本概念1.数据结构的定义数据结构的定义2
9、.数据的逻辑结构数据的逻辑结构集合集合元素间为松散的关系元素间为松散的关系(属于关系属于关系)线性结构线性结构元素间为一对一关系元素间为一对一关系树形结构树形结构元素间为一对多关系元素间为一对多关系图状结构图状结构元素间为多对多关系元素间为多对多关系1.1 数据结构的基本概念与算法数据结构的基本概念与算法1.1.11.1.1数据结构的基本概念数据结构的基本概念数据结构的基本概念数据结构的基本概念集合、树型、图形结构属于集合、树型、图形结构属于非线性结构非线性结构学号学号姓名姓名语语文文数学数学C C语语言言10011001张张三三85855454929210021002李四李四92928484
10、646410031003王五王五878774747373.通迅录、成绩单、花名册通迅录、成绩单、花名册线性结构线性结构电子字典、家谱、目录电子字典、家谱、目录树型结构树型结构HBCDEFGAHGFECDBA计算机中的目录结构问题计算机中的目录结构问题树交通线路、通信网络交通线路、通信网络图状结构图状结构图形结构特点图形结构特点结点间的连结是任意的结点间的连结是任意的AEBCD树型结构特点树型结构特点结点间具有分层次的连接关系结点间具有分层次的连接关系3.数据结构的存储结构 数据的存储结构是指数据元素及其关系在计算机存储器内数据的存储结构是指数据元素及其关系在计算机存储器内的表示(又称映象)。的
11、表示(又称映象)。存储结构研究的是存储结构研究的是逻辑结构用计算机语言逻辑结构用计算机语言实现,依赖于实现,依赖于计算机语言。计算机语言。一种一种数据结构可以根据需要采用数据结构可以根据需要采用多种不同的存储结构多种不同的存储结构,常用的存储结构有常用的存储结构有顺序、链接与索引顺序、链接与索引等存储方式。等存储方式。数据的数据的存储结构不同存储结构不同,解决问题的,解决问题的方法就有所不同方法就有所不同,数,数据处理的据处理的效率也是不同效率也是不同的。的。1.1 数据结构的基本概念与算法数据结构的基本概念与算法1.1.11.1.1数据结构的基本概念数据结构的基本概念数据结构的基本概念数据结
12、构的基本概念3.数据结构的存储结构(1)顺序存储方顺序存储方式式:逻辑上逻辑上相邻的元素存储在相邻的元素存储在物理位置相物理位置相邻邻的存储单元中的存储单元中。主要用于线性结构。主要用于线性结构。通常借助于数组来通常借助于数组来实现。实现。1.1 数据结构的基本概念与算法数据结构的基本概念与算法1.1.11.1.1数据结构的基本概念数据结构的基本概念数据结构的基本概念数据结构的基本概念顺序存储结构的线性表顺序存储结构的线性表线性表线性表(a0,a1,a2,a3)存储单元存储单元的地址即的地址即物理地址物理地址如,如,C语言的数组语言的数组a2a3a1a0a1a03.数据结构的存储结构(1)顺序
13、存储方顺序存储方式式:逻辑上逻辑上相邻的元素存储在相邻的元素存储在物理位置相物理位置相邻邻的存储单元中的存储单元中。主要用于线性结构。主要用于线性结构。通常借助于数组来通常借助于数组来实现。实现。(2)链式链式存储方存储方式式:对逻辑上相邻的元素对逻辑上相邻的元素不要求其物理地不要求其物理地址相邻,址相邻,元素间逻辑关系通过附加的指针字段来表示。通元素间逻辑关系通过附加的指针字段来表示。通常借助于常借助于指针类型指针类型实现。实现。1.1 数据结构的基本概念与算法数据结构的基本概念与算法1.1.11.1.1数据结构的基本概念数据结构的基本概念数据结构的基本概念数据结构的基本概念链式链式存储结构
14、的线性表存储结构的线性表存储单元存储单元的地址即的地址即物理地址物理地址指针域:存指针域:存放下一个结放下一个结点的地址点的地址a0,a1在逻辑在逻辑上相邻上相邻,而在而在机内存储时机内存储时,存储单元的存储单元的地址地址(100,108)并并不相邻不相邻.链式链式存储方存储方式特点式特点:每个每个结点结点由两部分组成:一部分存放数据,另一部分由两部分组成:一部分存放数据,另一部分 存储存储指向前件或后件结点的指针域。指向前件或后件结点的指针域。逻辑上相邻的结点物理上不必相连。逻辑上相邻的结点物理上不必相连。数据运算数据运算(插入和删除等插入和删除等)灵活。灵活。a2a3a1a01.1 数据结
15、构的基本概念与算法数据结构的基本概念与算法1.1.11.1.1数据结构的基本概念数据结构的基本概念数据结构的基本概念数据结构的基本概念6.数据类型及其分类数据类型及其分类 数据类型(数据类型(Data Type)是程序设计语言中所允许使用)是程序设计语言中所允许使用的变量类型。的变量类型。一个变量类型不仅定义了相应变量可以设定的值的的一个变量类型不仅定义了相应变量可以设定的值的的集集合合,还规定了对变量允许进行的一组运算及其规则。,还规定了对变量允许进行的一组运算及其规则。例:例:C语言中的整型变量,其值为某个区间上整数,定语言中的整型变量,其值为某个区间上整数,定义在其上的操作为:加,减、乘
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