03数据结构基本概念PPT课件

可定义一个结构类型来表示这种数据元素的类型：
typedef struct { int id; char name[20]; char subject[20]; float score;
} student_score_type;
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数据结构的三个层次
数据的逻辑结构 数据的存储结构 数据的操作集合
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几种物理存储结构Hale Waihona Puke Baidu
顺序存储：
连续顺序地存放数据元素
用物理存储单元的邻接关系来表示数据元素之 间的逻辑关系
若数据的逻辑结构也是顺序（线性）的，则逻 辑结构和物理结构完全统一
链式存储：
元素在内存中不一定连续存放
用指针来表示元素之间的逻辑关系。
元素＋指针
结点 元素 指针
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建立理解模型——图书馆
为后续课程内容的理解，我们先观察一个 现实生活中的实例——一个不那么现代的 图书馆（书店）。
图书馆存放了大量的书，都放在书架上
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图书馆
为便于在海量的图书中寻找到需要的书籍，图书馆往往提 供一种索引卡片来帮助找书。
索引卡片上除了记录书的概要信息和分类号码等，还有书 籍在书架上的位置，如第几个书架，第几排等。
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数据的逻辑结构
图示法
图形要素：结点和有向线段
结点：表示一个数据元素，一般以方形框代表。 不管多么复杂的结点，都看作是一个结点
有向线段：表示元素之间的关系。
Kh
Ki
Kj
Ki的前驱
箭尾指向的结点是前驱 箭头指向的结点是后继
Ki的后继
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数据的逻辑结构类型
线性结构：
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链接式存储结构
K1
K2
K3
K4
逻辑结构
指向后继结点的指针
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K3 K1
K2 K4
物理结构
0300 0301 0302 0303 0304 0305 0306 0307 0308 0309
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链接式存储结构
有且仅有一个开始数据元素 有且仅有一个终点数据元素 中间所有数据元素有且仅有一个直接前趋和一
个直接后继
非线性结构：
每个数据元素可能有多个直接前趋和多个直接 后继
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数据的存储结构
即数据的物理结构，是数据元素在计算机 系统存储器中的存放方式
是数据的逻辑结构在存储器里的实现
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数据结构的概念
元素集合 计
算
元素间的关系 机 ？
系
运算
统
元素在计算机系统里的表示－－字符？整数？其它？ 元素间的逻辑关系－－逻辑结构 元素在计算机系统中的存储方式，元素存放位置的物
理空间关系－－存储结构 操作元素的指令的集合－－算法
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深刻理解数据结构的概念
数据结构包括数据的逻逻辑辑结结构构，数据在计算机系 统中的存储结构和数据操算作法的集合
把数据以一定的逻辑结构组织起来，以适当的方 式存储在计算机系统的存储器里，其最终目的是 为了有效处理数据，提高数据处理运算速度
有效处理数据 提高数据处理运算速度
要素
目标
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三个要素都与我们所要实现的目标相关 8
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数据的逻辑结构
数据元素之间关系的描述 描述逻辑结构的方法：描述法和图示法 描述法：
二元组 B ＝ （ K， R ）
K：元素集合 R：元素间关系的集合
注意：元素间的关系一般抽象为前驱与后继关 系，即表明结构中，一个元素的前一个元素是 谁，它的后一个元素又是谁
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数据结构研究的主要内容
①数据元素之间的逻辑关系 ②采用的存储结构 ③对这些数据元素采用何种方式进行操作
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例：数据结构——学生成绩表
✓数据元素（学号、姓名、科目、成绩） ✓数据元素之间的关系（逻辑结构） ✓数据元素的存储（物理结构） ✓对数据元素的操作（增、减、查找、修改等）
第一章 数据结构基本概念
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§1.1 数据结构绪论
计算机应用：
早期，简单的数值运算 后来，应用范围扩大，处理大数据量
产生一系列问题：
如何合理安排数据元素之间的关系？ 如何在计算机中存储数据元素？ 如何操作数据元素以获得高效率？
引入了“数据结构”课程
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§1.2 数据结构的基本概念
数据结构的概念 数据的逻辑结构 数据的存储结构 算法
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数据及数据元素的概念
数据是客观事物在计算机内的抽象描述。即所有能 输入到计算机中，并能被计算机所处理的符号的总 称。
数据指一些事实，或一些数，或一些符号集合。有 广泛的含义（各种数值、字母、字符、图形图像、 语言、程序）。
K1 K2 K3 K4 K5 K6
物理结构
0300 0301 0302 0303 0304 0305 0306 0307 0308 0309
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数据的存储结构
思考：为什么数据的逻辑结构与物理结构 没有完全统一？
存储器的特点：由地址连续的单元构成。－－线性关系 单元间的线性关系有时不能直接反映复杂的逻辑关系
存储器的特点：由地址连续的单元构成
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数据的存储结构
K1
K2
K3
K4
逻辑结构
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K1 K2
K3
K4
物理结构
0300 0301 0302 0303 0304 0305 0306 0307 0308 0309
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数据的存储结构
K1
K2
K3
K4
K5
K6
逻辑结构
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成 的
名字
集
数据项 成绩
合
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数据结构的概念
数据结构定义：
讨论计算机系统中数据的组织形式及相互关系
是相互之间存在一种和多种特定关系的数据元 素的集合
是数据元素的集合，元素关系的集合，元素运
算的集合
涉及
例：公司的组织关系
元素的集合
员工间形成树型关系
元素间的关系
人员的管理
在关系里的操作
数据元素是指组成数据的“事实”、“数值”或 “符号”。
数据元素是数据的基本单位，可由若干个数据项组 成
数据项可以认为是数据元素的一个属性
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数据及数据元素例
例1、学生花名册
数
数据
学生名字的集合
据
数据元素 每个学生的名字
是 由
数
例2、学生成绩表
据 元
数据
学生成绩的集合
素
形
数据元素 每个学生的成绩