資料結構概述

2021-08-18 22:48:52 字數 2268 閱讀 2615

「資料結構」是研究各種資料的特性以及資料之間存在的關係,進而根據實際應用的要求,合理地組織和儲存資料,設計出相應的演算法。

資料是對客觀事物的符號表示,

資料的邏輯結構:資料元素與資料元素之間的邏輯關係。可以分為四類基本結構:

資料的邏輯結構可以用以下的二元組來表示:

s=(d,r)

其中,d是資料節點的有限集合,r是d上的關係的有限集合,其中每個關係都是從d到d的關係。

例如:

s = (d,r)

d =

r =

r =

說明:

- 尖括號表示有向關係,例如,表示a→b

- 圓括號表示無向關係,例如(a,b),表示a→b,b→a

-前驅結點

資料在計算機中的儲存表示稱為資料的儲存結構,又稱物理結構。

資料儲存到計算機中即要求儲存各節點的數值,又要儲存結點與結點之間的邏輯關係

以下介紹四種基本的儲存結構:順序儲存、鏈式儲存、索引儲存、雜湊儲存。

1、順序儲存結構

順序儲存結構是把邏輯上相鄰的元素儲存在一組連續的儲存單元中,其元素之間的邏輯關係由儲存單元位址間的關係隱含表示。

優點:節省儲存空間,只需要儲存資料結點,並不需要儲存結點的邏輯關係。

缺點:不便於修改,插入和刪除某個結點需要修改一系列的結點。

2、鏈式儲存結構

鏈式儲存結構,給每個結點增加指標字段,用於存放臨近結點的儲存位址,每個結點占用兩個連續的儲存單元,乙個存放資料,乙個存放臨近結點(前驅/後繼結點)的位址。

優點:便於修改,修改時只需要修改結點的指標字段,不需要移動其他結點。

缺點:占用儲存空間,因為需要儲存結點之間的邏輯關係。因為結點之間不一定相鄰,因此不能對結點進行隨機訪問。

3、索引儲存結構

優點:可以快速查詢,可以隨機訪問,方便修改。

缺點:建立索引表增加了時間和空間的開銷。

4、雜湊儲存結構

雜湊儲存結構是根據結點的值確定結點的儲存位址。以結點作為自變數,通過雜湊函式算出結果i,再把i作為結點的儲存位址。

優點:查詢速度快,適用於快速查詢和插入的場景。

缺點:只存結點資料,不存結點之間的關係。

資料的運算就是施加於資料的操作,例如對一張表進行增刪改查操作,一般資料結構中的運算除了加減乘除外還會涉及演算法問題

按某種邏輯關係組成的資料元素,按一定的儲存方式儲存於計算機中,並在其上定義了乙個運算的集合,稱為乙個資料結構

資料結構 = 資料的邏輯結構 + 資料的儲存結構 + 資料的運算(演算法)

資料型別是程式語言中對資料結構的實現,資料型別明顯或隱含地規定了資料的取值範圍、儲存方式及允許進行的運算。

常用的資料型別:

基本資料型別

指標型別

陣列型別

結構體型別

組合體型別

自定義型別

演算法是對特定問題求解步驟的描述,是指令的有限序列,每條指令包含乙個或多個操作。

特點:輸入語句

輸出語句

賦值語句

條件語句

迴圈語句

返回語句(return)

定義函式語句

呼叫函式語句

演算法分析主要涉及時間複雜度空間複雜度。一般情況我們討論時間複雜度。

用數量級o(f(n))表示演算法執行時間t(n)時,f(n)一般去簡單形式:

1 , lo

g2n,

n , nl

og2n

, n2 , n3

, 2n

。時間複雜度的關係如下:

o(

1 ) < o(lo

g2n) < o(

n ) < o(nl

og2n

) < o(n2

) < o(n3

) < o(2n

)

文章參考:

《資料結構教程》[清華大學出版社]

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