【组织设计】6数据的组织结构与算法1
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3. 链表
1.链表是指用一组任意的存储单元来依次存放线性表的数据元素。 2.在存储每个结点值的同时，必须存储指示其后继（或前趋）结
点的地址（或位置）信息，这个信息称为指针(pointer)或链 (link)。如果链表的每一个结点只有一个指针域，则这种链表 称为单链表结点结构，如图6-9(a)所示；如果链表的每一个结 点有两个指针域，则这种链表称为双链表结点结构。一个指针 域指向其前趋结点，一个指针域向其后继结点。如图6-9(b)所 示。
6
6.1.5 数据结构能解决什么问题
[例6.1] 解一元二次方程ax2+bx+c=0. 利用计算机解此方程，第一个问题就是如何在计算机中
表示该方程。分析该方程，可知决定方程的是方程的三个系 数值：a、b、c，而它们的次序表示它们分别属于那一项， 其他符号是为增加可读性而引入的，因此，可用这三个系数 的线性排列在计算机中表示该方程。例如：
数据元素的集合及定义在其上的操作（运算）称为 数据结构。
5
6.1.4 对数据结构中数据元素的操作
1.插入：在数据结构中的指定位置增添新的数据元素 2.删除：删去数据结构中指定的数据元素。 3.查找：在数据结构中寻找某个特定要求的数据元素。 4.排序：（在线性结构中）重新安排数据元素之间的逻
辑顺序关系，使之按某个关键字值由小到大或由大到 小的次序排列。 5.遍历：按某一次序访问数据结构中的每一个数据元素。
数据结构有逻辑上的数据结构和物理上的数据结构之 分。 逻辑上的数据结构反映成分数据之间的逻辑关系。 物理上的数据结构反映成分数据在计算机内部的 存储安排。
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1.表示 对象/实体及其关系在计算机中的表示。只有对象及 其相互关系已存储（表示）在计算机中，才能被进 一步处理；
2.操作：对对象/实体进行处理、访问。 数据结构的一般定义：相互之间存在着一定关系的
第六章 数据的组织结构与算法
6.1 数据结构的基本概念 6.2 常用的几种数据结构 6.3 算法 6.4 程序设计方法
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6.1数据结构的基本概念
6.1.1 数值计算与非数值计算
数据是描述客观事物的数值、字符以及能输入机器 且能被处理的各种符号集合。换句话说，数据对客 观事物采用计算机能够识别、存贮和处理形式所进 行的描述。简言之，数据就是计算机化的信息。
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2.队列
队列是限定在一端进行插入，另一端进行删除和特殊线性 表。
通常把队列的删除和插入分别称为出队和入队。允许出队 的一端称为队头，允许入队的一端称为队尾。所有需要进 队的数据项，只能从队尾进入，队列中的数据项只能从队 头离去。由于总是先入队的元素先出队（先排队的人先买 完东西），这种表也称为先进先表（FIFO：First In, First Out）表。
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[例6-3] 家族成员的族谱表示 一个家族的族谱就构成了一个层次结构，在数据结构 中，称为树。图6-2给出了这种族谱关系。
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6.1.6 数据结构的图示
一般用示意图表示数据结构。用小圆圈代表数据元素，用小 圆圈之间的连线代表小圆圈对应的数据元素具有的关系，如 果强调关系的方向性，可用带箭头的线段表示关系。具体地
输入S[2]，S[1]，S[0]三个系数值
输入任意一个值X
S[2]*X*X+S[1]*X+S[0]<1E-5？ NO
Y来自百度文库S
输出X
结束 8
[例6-2] 电话号码查询系统 设有一个电话号码薄，它记录了N个人的名字和其相应的
电话号码，假定按如下形式安排： (a1,b1) (a2,b2)…(ai，bi)
其中ai，bi(i=1，2…n) 分别表示某人的名字和对应的 电话号码。要求设计一个算法，当给定任何一个人的名 字时，该算法能够打印出此人的电话号码，如果该电话 簿中根本就没有这个人，则该算法也能够报告没有这个 人的标志。 假定名字和其电话号码逻辑上已安排成N元向量的形式， 它的每个元素是一个数对(ai，bi)，1≤i≤n。
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6.2 常用的几种数据结构
◇集合：数据元素间除了“同属于一个集合”外，别无其它 关系。
◇线性结构：数据元素间存在一个对一个的关系。 ◇树形结构：数据元素间存在一个对多个的关系。 ◇图或网状结构：数据元素间存在多个对多个的关系。
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6.2.1 线性结构
1.栈(stack) 栈是只能在某一端插入和删除的特殊线性表。 进行删除和插入的一端称栈顶，另一堆称栈底。 插入一般称为进栈（Push），删除则称为出栈（Pop）。 栈也称为后进先出表（LIFO：Last In, First Out）。 操作系统中的中断调用及返回就是采用栈结构
讲，若d1和d2表示两个数据元素，它们具有关系＜d1,d2＞，
则表示为如图6-3所示的结构。
图中表示的只是一个抽象关系，不代表具体意义。对于具 体的应用，也可以表示家族关系中的父子关系。例如，＜ d1,d2＞可代表d1是d2的父亲。
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6.2 常用的几种数据结构
根据数据元素之间的关系的不同，将数据结构的逻辑结构 分为集合结构、线性结构、树状结构和图结构（图6-4）。
为这个芯片的机器编写BASIC语言，优化在每一处都 非常重要。逐渐地，人们注意了数据表示与操作的结 构化，把一些确实能够有效解决问题的数据表示和算 法总结出来，如表、栈、队、树、图（稍后会介绍这 些术语）等被单独抽出研究，而这些方法便形成一门 学问，这就是“数据结构”这门学科的来源。
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6.1.3 对数据结构的理解
数学模型有定量模型和定性模型两类之分，定量模 型指的是可以用数值方程表示的一类计算模型，而 定性模型则是指非数值性的数据结构,如表、树和图 等及其运算。
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6.1.2 数据结构的起源
数据结构（Data Structure）问题起源于程序设计的发 展。 第一个8008芯片只有4K的内存，微软的最初成立就是
3x2-x+1=0表示为（3, -1, 1） x2-3=0 表示为(1, 0, -3) 在数据结构中，将若干个数线性排列的数（元素）称为 线性表，因此，一元二次方程ax2+bx+c=0就在计算机中表示 为线性表（a, b, c）。解方程实质上是对线性表(a, b, c) 进行操作。
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开始
定义变量X和一个线性表，如数组int S[3]; S[2]，S[1]，S[0]可以分别存放三个系数值
3. 链表
1.链表是指用一组任意的存储单元来依次存放线性表的数据元素。 2.在存储每个结点值的同时，必须存储指示其后继（或前趋）结
点的地址（或位置）信息，这个信息称为指针(pointer)或链 (link)。如果链表的每一个结点只有一个指针域，则这种链表 称为单链表结点结构，如图6-9(a)所示；如果链表的每一个结 点有两个指针域，则这种链表称为双链表结点结构。一个指针 域指向其前趋结点，一个指针域向其后继结点。如图6-9(b)所 示。
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6.1.5 数据结构能解决什么问题
[例6.1] 解一元二次方程ax2+bx+c=0. 利用计算机解此方程，第一个问题就是如何在计算机中
表示该方程。分析该方程，可知决定方程的是方程的三个系 数值：a、b、c，而它们的次序表示它们分别属于那一项， 其他符号是为增加可读性而引入的，因此，可用这三个系数 的线性排列在计算机中表示该方程。例如：
数据元素的集合及定义在其上的操作（运算）称为 数据结构。
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6.1.4 对数据结构中数据元素的操作
1.插入：在数据结构中的指定位置增添新的数据元素 2.删除：删去数据结构中指定的数据元素。 3.查找：在数据结构中寻找某个特定要求的数据元素。 4.排序：（在线性结构中）重新安排数据元素之间的逻
辑顺序关系，使之按某个关键字值由小到大或由大到 小的次序排列。 5.遍历：按某一次序访问数据结构中的每一个数据元素。
数据结构有逻辑上的数据结构和物理上的数据结构之 分。 逻辑上的数据结构反映成分数据之间的逻辑关系。 物理上的数据结构反映成分数据在计算机内部的 存储安排。
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1.表示 对象/实体及其关系在计算机中的表示。只有对象及 其相互关系已存储（表示）在计算机中，才能被进 一步处理；
2.操作：对对象/实体进行处理、访问。 数据结构的一般定义：相互之间存在着一定关系的
第六章 数据的组织结构与算法
6.1 数据结构的基本概念 6.2 常用的几种数据结构 6.3 算法 6.4 程序设计方法
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6.1数据结构的基本概念
6.1.1 数值计算与非数值计算
数据是描述客观事物的数值、字符以及能输入机器 且能被处理的各种符号集合。换句话说，数据对客 观事物采用计算机能够识别、存贮和处理形式所进 行的描述。简言之，数据就是计算机化的信息。
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2.队列
队列是限定在一端进行插入，另一端进行删除和特殊线性 表。
通常把队列的删除和插入分别称为出队和入队。允许出队 的一端称为队头，允许入队的一端称为队尾。所有需要进 队的数据项，只能从队尾进入，队列中的数据项只能从队 头离去。由于总是先入队的元素先出队（先排队的人先买 完东西），这种表也称为先进先表（FIFO：First In, First Out）表。
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[例6-3] 家族成员的族谱表示 一个家族的族谱就构成了一个层次结构，在数据结构 中，称为树。图6-2给出了这种族谱关系。
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6.1.6 数据结构的图示
一般用示意图表示数据结构。用小圆圈代表数据元素，用小 圆圈之间的连线代表小圆圈对应的数据元素具有的关系，如 果强调关系的方向性，可用带箭头的线段表示关系。具体地
输入S[2]，S[1]，S[0]三个系数值
输入任意一个值X
S[2]*X*X+S[1]*X+S[0]<1E-5？ NO
Y来自百度文库S
输出X
结束 8
[例6-2] 电话号码查询系统 设有一个电话号码薄，它记录了N个人的名字和其相应的
电话号码，假定按如下形式安排： (a1,b1) (a2,b2)…(ai，bi)
其中ai，bi(i=1，2…n) 分别表示某人的名字和对应的 电话号码。要求设计一个算法，当给定任何一个人的名 字时，该算法能够打印出此人的电话号码，如果该电话 簿中根本就没有这个人，则该算法也能够报告没有这个 人的标志。 假定名字和其电话号码逻辑上已安排成N元向量的形式， 它的每个元素是一个数对(ai，bi)，1≤i≤n。
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6.2 常用的几种数据结构
◇集合：数据元素间除了“同属于一个集合”外，别无其它 关系。
◇线性结构：数据元素间存在一个对一个的关系。 ◇树形结构：数据元素间存在一个对多个的关系。 ◇图或网状结构：数据元素间存在多个对多个的关系。
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6.2.1 线性结构
1.栈(stack) 栈是只能在某一端插入和删除的特殊线性表。 进行删除和插入的一端称栈顶，另一堆称栈底。 插入一般称为进栈（Push），删除则称为出栈（Pop）。 栈也称为后进先出表（LIFO：Last In, First Out）。 操作系统中的中断调用及返回就是采用栈结构
讲，若d1和d2表示两个数据元素，它们具有关系＜d1,d2＞，
则表示为如图6-3所示的结构。
图中表示的只是一个抽象关系，不代表具体意义。对于具 体的应用，也可以表示家族关系中的父子关系。例如，＜ d1,d2＞可代表d1是d2的父亲。
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6.2 常用的几种数据结构
根据数据元素之间的关系的不同，将数据结构的逻辑结构 分为集合结构、线性结构、树状结构和图结构（图6-4）。
为这个芯片的机器编写BASIC语言，优化在每一处都 非常重要。逐渐地，人们注意了数据表示与操作的结 构化，把一些确实能够有效解决问题的数据表示和算 法总结出来，如表、栈、队、树、图（稍后会介绍这 些术语）等被单独抽出研究，而这些方法便形成一门 学问，这就是“数据结构”这门学科的来源。
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6.1.3 对数据结构的理解
数学模型有定量模型和定性模型两类之分，定量模 型指的是可以用数值方程表示的一类计算模型，而 定性模型则是指非数值性的数据结构,如表、树和图 等及其运算。
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6.1.2 数据结构的起源
数据结构（Data Structure）问题起源于程序设计的发 展。 第一个8008芯片只有4K的内存，微软的最初成立就是
3x2-x+1=0表示为（3, -1, 1） x2-3=0 表示为(1, 0, -3) 在数据结构中，将若干个数线性排列的数（元素）称为 线性表，因此，一元二次方程ax2+bx+c=0就在计算机中表示 为线性表（a, b, c）。解方程实质上是对线性表(a, b, c) 进行操作。
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开始
定义变量X和一个线性表，如数组int S[3]; S[2]，S[1]，S[0]可以分别存放三个系数值