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數據結構研究對象詳解

更新時間:2020-12-23 17:48:16 來源:動力節點 瀏覽1556次

數據結構(data structure)是帶有結構特性的數據元素的集合,它研究的是數據的邏輯結構和數據的物理結構以及它們之間的相互關系,并對這種結構定義相適應的運算,設計出相應的算法,并確保經過這些運算以后所得到的新結構仍保持原來的結構類型。簡而言之,數據結構是相互之間存在一種或多種特定關系的數據元素的集合,即帶“結構”的數據元素的集合。“結構”就是指數據元素之間存在的關系,分為邏輯結構和存儲結構。我們想要嚴謹數據結構,那么首先就要了解數據結構的研究對象,本文就帶大家深入了解數據結構研究對象

 

數據的邏輯結構和物理結構是數據結構的兩個密切相關的方面,同一邏輯結構可以對應不同的存儲結構。算法的設計取決于數據的邏輯結構,而算法的實現依賴于指定的存儲結構。由此可見,數據結構的研究對象其實就是數據的邏輯結構、物理結構和存儲結構。

 

一、數據的邏輯結構

指反映數據元素之間的邏輯關系的數據結構,其中的邏輯關系是指數據元素之間的前后間關系,而與他們在計算機中的存儲位置無關。邏輯結構包括:

1. 集合:數據結構中的元素之間除了“同屬一個集合” 的相互關系外,別無其他關系;

 

2.線性結構:數據結構中的元素存在一對一的相互關系;

 

3.樹形結構:數據結構中的元素存在一對多的相互關系;

 

4.圖形結構:數據結構中的元素存在多對多的相互關系。

 

二、數據的物理結構

指數據的邏輯結構在計算機存儲空間的存放形式。

數據的物理結構是數據結構在計算機中的表示(又稱映像),它包括數據元素的機內表示和關系的機內表示。由于具體實現的方法有順序、鏈接、索引、散列等多種,所以,一種數據結構可表示成一種或多種存儲結構。

 

數據元素的機內表示(映像方法): 用二進制位(bit)的位串表示數據元素。通常稱這種位串為節點(node)。當數據元素有若干個數據項組成時,位串中與各個數據項對應的子位串稱為數據域(data field)。因此,節點是數據元素的機內表示(或機內映像)。

 

關系的機內表示(映像方法):數據元素之間的關系的機內表示可以分為順序映像和非順序映像,常用兩種存儲結構:順序存儲結構和鏈式存儲結構。順序映像借助元素在存儲器中的相對位置來表示數據元素之間的邏輯關系。非順序映像借助指示元素存儲位置的指針(pointer)來表示數據元素之間的邏輯關系。

 

三、數據存儲結構

數據的邏輯結構在計算機存儲空間中的存放形式稱為數據的物理結構(也稱為存儲結構)。一般來說,一種數據結構的邏輯結構根據需要可以表示成多種存儲結構,常用的存儲結構有順序存儲、鏈式存儲、索引存儲和哈希存儲等。

 

數據的順序存儲結構的特點是:借助元素在存儲器中的相對位置來表示數據元素之間的邏輯關系;非順序存儲的特點是:借助指示元素存儲地址的指針表示數據元素之間的邏輯關系。

 

數據結構研究內容是構造復雜軟件系統的基礎,它的核心技術是分解與抽象,與之對應的數據結構研究對象:數據的邏輯結構、物理結構和存儲結構。通過對數據的邏輯結構、物理結構和存儲結構的研究,才逐漸奠定了數據結構這門學科的基礎。本站的數據結構和算法教程中對于數據結構的演變過程有詳細的講解,便于我們對數據結構這門學科有自我的認知過程,發展我們的學習積極性。


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