数据结构课程介绍资料讲解

解释1： 什么叫数据的逻辑结构？
逻辑结构可细分为4类：
集合结构： 仅同属一个集合
线性
线性结构: 一对一（1:1) 树 结 构: 一对多（1:n)
非线性
图 结 构: 多对多 (m:n)
例：用图形表示下列数据结构，并指出它 们是属于线性结构还是非线性结构。
（1） S=(D, R) D={ a, b, c, d, e, f } R={(a,e), (b,c), (c,a), (e,f), (f,d)}
解： 上述表达式可用图形表示为：
bc a e
fd
此结构为线性的。
（2） S=(D, R) D={di | 1≤i≤5} R={(di , dj ), i<j}
解：上述表达式可用图形表示为： d1
d5
d2
该结构是非线性的。
d4
d3
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解释2：什么叫数据的物理结构？
答：物理结构亦称存储结构，是数据的逻 辑结构在计算机存储器内的表示（或映 像）。它依赖于计算机。
例：设有数据集合A={3， 4， 0， 8}
（1）缺一次实验 扣3 （2）缺一次作业扣1分； （3）缺勤（含请假）一次扣2分，缺6次（含实验）取消
考试资格； 加分项：每章的总结 ，交1次 + 2分； 平时成绩最多30分！
第1章 序 论
1.1 什么是数据结构 1.2 基本概念和术语 1.3 抽象数据类型的表示和实现 1.4 算法和算法分析
作业
亦可表示为：S＝（D, R） 或 B=（K, R）
Q2：学习数据结构有什么用？
答：计算机内的数值运算依靠方程式，而非数值运
算（如表、树、图等）则要依靠数据结构。
这是一门研究非数值计算的程序设计问题中计算机的操 作对象以及它们之间的关系和操作等等的学科。
同样的数据对象，用不同的数据结构来表示， 运算效率可能有明显的差异。
关系
对象
数学
对象
关系
软件 硬件
关系
操作
操作
§1.2 基本概念和术语
讨论： Q1 什么是数据结构？ Q2 学习数据结构有什么用？ Q3 数据结构涵盖的主要内容？
数据(Data)：是客观事物的符号表示。 在计算机科学中指的是所有能输入到计算机中并 被计算机程序处理的符号总称。
数据元素（Data Element）：是数据的基本 单位，在程序中通常作为一个整体来进行考虑和 处理。
程序设计实质＝好算法＋好结构
解释1： 什么叫数据的逻辑结构？
答：指数据元素之间的逻辑关系。即从逻辑关系 上描述数据，它与数据的存储无关，是独立于 计算机的。
数据元素之间的关系可以是元素之间代表某种 含义的自然关系，也可以是为处理问题方便而 人为定义的关系，这种自然或人为定义的“关 系”称为数据元素之间的逻辑关系。
数据结构课程介绍
内容安排
章
内容
学时
章
内容
学时
1
序论
27
图
10
2
线性表
3
栈和队列
10
8
动态存储管理
略
89
查找
8
4
串
2
10
内部排序
6
5 数组和广义表
8
11
外部排序
略
6
树和二叉树
10 12
文件
略
注：本学期共64学时。
考核方式
闭卷考试，卷面 70% + 平时 30%； 平时成绩包含：实验（20分）、作业+考勤（10分）； 平时成绩采用倒扣分方式：
脑，重1270公斤，有32个大脑(微处理器)，每秒钟可以计 算2亿步。“更深的蓝”输入了一百多年来优秀棋手的对 局两百多万局。 • 1997 年 5 月 11 日，加里·卡斯帕罗夫以 2.5:3.5 输给 “更深的蓝”
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Q3：《数据结构》课程介绍
介于数学、计算机硬件和计算机软件三 者之间的一门核心课程，不仅是一般程序 设计的基础，也是设计和实现编译程序、 操作系统、数据库系统及其他系统软件和 大型应用软件的重要基础。
一个数据元素可由若干个数据项(Data Item) 组成。数据项是数据的不可分割的最新单位。数 据项是对客观事物某一方面特性的数据描述。
数据对象（Data Object）：是性质相同的数 据元素的集合，是数据的一个子集。如字符集合
Char = {‘A’, ‘B’, ‘C’,……}
数据 —— 包括数字、字符、声音、图像等信息 。 数据元素 —— 又称元素、结点，顶点、记录等。 数据项 —— 又称字段、域、属性 等。
数据结构在计算机内存中的存储包括 数据元素的存储和元素之间的关系的表 示。
解释2：什么叫数据的物理结构？
存储结构可分为4大类：顺序、链式、索引、散列
顺序存储结构：用数据元素在存储器中的相对位 置来表示数据元素之间的逻辑结构（关系）。
链式存储结构：在每一个数据元素中增加一个存 储另一个元素地址的指针，用该指针来表示数据 元素之间的逻辑结构（关系）。
§1.1 什么是数据结构
Q1 如何采用计算机解决问题？ Q2 数据结构解决什么样的问题？ Q3 《数据结构》课程介绍
Q1：如何采用计算机解决问题？
答：编写解决实际问题的程序的一般过程：
(1) 如何用数据形式描述问题？ 从具体问题抽象出一个适当的数学模型；
(2) 问题所涉及的数据量大小及数据间的关系； (3) 如何在计算机中存储数据和体现数据间的
题中计算机的操作对象以及它们之间的关系 和操作等的学科。
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• 图书检索系统、电话号码查询系统 • 人机对弈、家谱 • 交通灯管理系统
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• 深蓝是美国IBM公司生产的一台超级国际象棋电脑。 • “深蓝”和卡斯帕罗夫曾于1996年交过手，结果卡斯帕罗
夫以4：2战胜了“深蓝”。 • “更深的蓝”是美国IBM公司生产的一台超级国际象棋电
三者之间的关系：数据 > 数据元素 > 数据项
例：班级通讯录 > 个人记录 > 姓名、年龄……
Q1：什么是数据结构？
答: (见教材P5) 是相互之间存在一种或多种特 定关系的数据元素的集合，表示为：
Data_Structure=（D, S）
（数值或非数值）
元素有限集 关系有限集
或：是指同一数据元素类中各元素之间存在的关系。
关系？ (4) 处理问题时需要对数据做何种运算？ (5) 所编写的程序的性能是否良好？
这些问题基本上是由数据结构这门课程来回答。
寻求数学模型的实质： 分析问题，从中提取操作的对象，并找出这些
操作对象之间含有的关系，然后用数学的语言加以 描述。
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Q2：数据结构解决什么样的问题？
答： 数据结构研究非数值计算的程序设计问