数据结构的逻辑结构
数据结构的逻辑结构、存储结构及数据运算的含义及其相互关系
2007 C C C 语言的特点,简单的C 程序介绍,C 程序的上机步骤。
1 、算法的概念2、简单的算法举例3、算法的特性4、算法的表示(自然语言、流程图、N-S 图表示) 1 、 C 的数据类型、常量与变星、整型数据、实型数据、字符型数据、字符串常量。
2、 C 的运算符运算意义、优先级、结合方向。
3、算术运算符和算术表达式,各类数值型数据间的混合运算。
4、赋值运算符和赋值表达式。
5、逗号运算符和逗号表达式。
1 、程序的三种基本结构。
2、数据输入输出的概念及在C 语言中的实现。
字符数据的输入输出,格式输入与输出。
1 、关系运算符及其优先级,关系运算和关系表达式。
2、逻辑运算符及其优先级,逻辑运算符和逻辑表达式。
3、if语句。
if语句的三种形式,if语句的嵌套,条件运算符。
4、switch 语句. 1 、while 语句。
2、do/while 语句。
3、for 语句。
4、循环的嵌套。
5、break 语句和continue 语句。
1 、一维数组的定义和引用。
2、二维数组的定义和引用。
3、字符数组。
4、字符串与字符数组。
5、字符数组的输入输出。
6、字符串处理函数1 、函数的定义。
2、函数参数和函数的值,形式参数和实际参数。
3、函数的返回值。
4、函数调用的方式,函数的声明和函数原型。
5、函数的嵌套调用。
6、函数的递归调用。
7、数组作为函数参数。
8、局部变量、全局变量的作用域。
9、变量的存储类别,自动变星,静态变量。
1 、带参数的宏定义。
2、“文件包含”处理。
1 、地址和指针的概念。
2、变量的指针和指向变量的指针变量。
3、指针变量的定义和引用。
4、指针变量作为函数参数。
5、数组的指针和指向数组的指针变量。
6、指向数组元素的指针。
7、通过指针引用数组元素。
8、数组名作函数参数。
9、二维数组与指针。
1 0、指向字符串的指针变星。
字符串的指针表示形式,字符串指针作为函数参数。
11 、字符指针变量和字符数组的异同。
数据的逻辑结构的定义
数据的逻辑结构的定义数据的逻辑结构是指数据在计算机系统中的组织方式和关系。
它描述了数据元素之间的联系以及数据元素的存储方式,是实现数据处理和管理的基础。
数据的逻辑结构可以分为线性结构、树形结构和图形结构三种类型。
一、线性结构线性结构是最简单的数据结构,它的特点是数据元素之间存在一对一的关系。
线性结构包括线性表、栈和队列。
1. 线性表线性表是一种数据元素按照线性关系存储和操作的数据结构。
线性表的特点是元素之间存在顺序关系,可以插入、删除和查找元素。
线性表有顺序表和链表两种存储结构。
顺序表是用一段连续的存储单元存储线性表的元素,通过下标来访问元素。
顺序表的插入和删除操作需要移动大量元素,因此效率较低。
链表是通过指针将线性表的元素连接起来的数据结构,每个元素包含一个指向下一个元素的指针。
链表的插入和删除操作只需要修改指针,因此效率较高。
2. 栈栈是一种特殊的线性表,它的特点是只能在一端插入和删除元素。
栈的插入和删除操作遵循“先进后出”的原则,因此可以用来进行递归调用、表达式求值和括号匹配等操作。
3. 队列队列是一种特殊的线性表,它的特点是只能在一端插入元素,在另一端删除元素。
队列的插入操作在队尾进行,删除操作在队头进行,遵循“先进先出”的原则。
队列常用于实现消息传递和任务调度等场景。
二、树形结构树形结构是一种非线性的数据结构,它的特点是数据元素之间存在一对多的关系。
树形结构包括二叉树、二叉搜索树和平衡二叉树等。
1. 二叉树二叉树是一种特殊的树形结构,它的特点是每个节点最多有两个子节点。
二叉树的遍历方式包括前序遍历、中序遍历和后序遍历。
2. 二叉搜索树二叉搜索树是一种特殊的二叉树,它的特点是左子树的所有节点都小于根节点,右子树的所有节点都大于根节点。
二叉搜索树可以快速查找、插入和删除元素。
3. 平衡二叉树平衡二叉树是一种特殊的二叉搜索树,它的特点是任意节点的左右子树高度差不超过1。
平衡二叉树可以保持树的平衡,提高查找、插入和删除的效率。
试举一个数据结构的例子、叙述其逻辑结构、存储结构、运算三个方面的内容。
数据结构复习笔记作者: 网络转载发布日期: 无数据就是指能够被计算机识别、存储和加工处理的信息的载体。
数据元素是数据的基本单位,有时一个数据元素可以由若干个数据项组成。
数据项是具有独立含义的最小标识单位。
如整数这个集合中,10这个数就可称是一个数据元素.又比如在一个数据库(关系式数据库)中,一个记录可称为一个数据元素,而这个元素中的某一字段就是一个数据项。
数据结构的定义虽然没有标准,但是它包括以下三方面内容:逻辑结构、存储结构、和对数据的操作。
这一段比较重要,我用自己的语言来说明一下,大家看看是不是这样。
比如一个表(数据库),我们就称它为一个数据结构,它由很多记录(数据元素)组成,每个元素又包括很多字段(数据项)组成。
那么这张表的逻辑结构是怎么样的呢? 我们分析数据结构都是从结点(其实也就是元素、记录、顶点,虽然在各种情况下所用名字不同,但说的是同一个东东)之间的关系来分析的,对于这个表中的任一个记录(结点),它只有一个直接前趋,只有一个直接后继(前趋后继就是前相邻后相邻的意思),整个表只有一个开始结点和一个终端结点,那我们知道了这些关系就能明白这个表的逻辑结构了。
而存储结构则是指用计算机语言如何表示结点之间的这种关系。
如上面的表,在计算机语言中描述为连续存放在一片内存单元中,还是随机的存放在内存中再用指针把它们链接在一起,这两种表示法就成为两种不同的存储结构。
(注意,在本课程里,我们只在高级语言的层次上讨论存储结构。
)第三个概念就是对数据的运算,比如一张表格,我们需要进行查找,增加,修改,删除记录等工作,而怎么样才能进行这样的操作呢? 这也就是数据的运算,它不仅仅是加减乘除这些算术运算了,在数据结构中,这些运算常常涉及算法问题。
弄清了以上三个问题,就可以弄清数据结构这个概念。
--------------------------------------------------------------------------------通常我们就将数据的逻辑结构简称为数据结构,数据的逻辑结构分两大类:线性结构和非线性结构(这两个很容易理解)数据的存储方法有四种:顺序存储方法、链接存储方法、索引存储方法和散列存储方法。
数据结构的四种基本逻辑结构
数据结构的四种基本逻辑结构数据结构是计算机科学中非常重要的一个概念,它是数据的组织、存储和管理的一种方式。
根据数据元素之间的关系,数据结构可以分为四种基本逻辑结构,包括线性结构、树形结构、图结构和集合结构。
下面将逐一介绍这四种基本逻辑结构。
一、线性结构:线性结构是最简单、最常见的数据结构之一,它的特点是数据元素之间存在一对一的关系。
线性结构有两种存储方式,分别是顺序存储和链式存储。
1. 顺序存储:顺序存储是将数据元素存储在一段连续的内存空间中,通过元素之间的物理位置来表示其之间的逻辑关系。
顺序存储的优点是访问速度快,缺点是插入和删除操作需要移动大量元素。
常见的线性结构有数组和字符串。
2. 链式存储:链式存储是通过指针将数据元素连接起来的存储方式,不要求元素在存储空间中的位置相邻。
链式存储的优点是插入和删除操作简单高效,缺点是访问速度相对较慢。
常见的线性结构有链表和栈。
二、树形结构:树形结构是一种层次化的数据结构,它的特点是每个节点可以有多个子节点,但每个节点只有一个父节点。
树形结构有很多种不同的实现方式,常见的有二叉树、平衡二叉树、B树等。
1. 二叉树:二叉树是树形结构中最基本的形式,每个节点最多只能有两个子节点。
二叉树可以为空树,也可以是非空的,非空二叉树又分为满二叉树、完全二叉树和搜索二叉树等。
二叉树的应用非常广泛,例如在排序、查找、哈夫曼编码等领域都有重要的作用。
2. 平衡二叉树:平衡二叉树是一种特殊的二叉查找树,它的左右子树的高度差不超过1。
平衡二叉树的设计可以有效提高查找和插入操作的效率,最常见的平衡二叉树就是AVL树。
3. B树:B树是一种多路搜索树,它的结构可以在节点中存储更多的关键字,从而减少树的层数,提高查找效率。
B树被广泛应用于数据库和文件系统等领域,例如MySQL的索引就是采用了B树的结构。
三、图结构:图结构由顶点(节点)和边(连接顶点的线段)组成,它的特点是顶点之间可以有多个连接关系。
期末数据结构复习总结
数据结构第一章1、数据是描述客观事物的数和字符的集合2、数据项:是具有独立含义的数据最小单位,也称为字段或域3、数据对象:指性质相同的数据元数的集合,是数据的一个子集4、数据结构:指所有数据元素以及数据元素之间的关系5、数据的逻辑结构:由数据元素之间的逻辑关系构成6、数据的存储结构:数据元素及其关系在计算机存储器中的存储表示,称为物理结构逻辑结构的表达方式:1、图表表示:采用表格或图形直接描述数据的逻辑关系。
2、二元组表示:通用的数据逻辑结构表示方式:R={r},r={<010,021>,<021,027>,<027,029>}逻辑结构的类型:1、集合:指数据元素之间除了“同属于一个集合”的关系以外别无其他关系。
2、线性结构:一对一关系,只有一个前驱和一个后继元素。
3、树形结构:多对多关系,除了开始元素以外,都只有一个前驱和多个后继元素。
什么是算法:是问题求解步骤的描述,是指令的有限序列。
1、有穷性:执行有穷步后结束2、确定性:不能有二义性3、可行性:算法可以通过有限次的操作完成其功能,能够被重复地执行4、有输入:一个算法有0个或多个输入5、有输出:一个算法有一个或多个输出算法设计的目标:正确性(算法能正确执行)、可使用性(方便地使用)、可读性(算法易于理解)、健壮性(有好的容错性,不会异常中断或死机)、高效率与低存储量需求(算法的执行时间和存储空间)算法时间性分析方法:事后统计法(缺点:必须执行、存在很多因素掩盖算法本质)、事前估算法(仅考虑算法本身的效率高低、只依赖于问题的规模)第二章线性表:具有相同特性的数据元素的一个有限序列有序表:指线性表中的所有元素按递增或剃减方式有序排列顺序表:线性表的顺序存储结构简称为顺序表(下标从0开始),从逻辑上相邻的元素对应的物理存储位置也相邻,当进行插入或删除的操作时要平均移动半个表的元素,相当费时。
链表:线性表的链式存储结构称为链表,拥有唯一的标识头指针(head pointer),相应的指向开始结点(first pointer),指向尾结点的称为尾指针(tail pointer)。
数据结构
数据结构是指同一数据元素类中各数据元素之间存在的关系。
数据结构分别为逻辑结构、存储结构(物理结构)和数据的运算。
数据的逻辑结构是对数据之间关系的描述,有时就把逻辑结构简称为数据结构。
逻辑结构形式地定义为(K,R)(或(D,S)),其中,K是数据元素的有限集,R是K上的关系的有限集。
数据元素相互之间的关系称为结构。
有四类基本结构:集合、线性结构、树形结构、图状结构(网状结构)。
树形结构和图形结构全称为非线性结构。
集合结构中的数据元素除了同属于一种类型外,别无其它关系。
线性结构中元素之间存在一对一关系,树形结构中元素之间存在一对多关系,图形结构中元素之间存在多对多关系。
在图形结构中每个结点的前驱结点数和后续结点数可以任意多个。
数据结构在计算机中的表示(映像)称为数据的物理(存储)结构。
它包括数据元素的表示和关系的表示。
数据元素之间的关系有两种不同的表示方法:顺序映象和非顺序映象,并由此得到两种不同的存储结构:顺序存储结构和链式存储结构。
顺序存储方法:它是把逻辑上相邻的结点存储在物理位置相邻的存储单元里,结点间的逻辑关系由存储单元的邻接关系来体现,由此得到的存储表示称为顺序存储结构。
顺序存储结构是一种最基本的存储表示方法,通常借助于程序设计语言中的数组来实现。
链接存储方法:它不要求逻辑上相邻的结点在物理位置上亦相邻,结点间的逻辑关系是由附加的指针字段表示的。
由此得到的存储表示称为链式存储结构,链式存储结构通常借助于程序设计语言中的指针类型来实现。
索引存储方法:除建立存储结点信息外,还建立附加的索引表来标识结点的地址。
散列存储方法:就是根据结点的关键字直接计算出该结点的存储地址。
数据结构中,逻辑上(逻辑结构:数据元素之间的逻辑关系)可以把数据结构分成线性结构和非线性结构。
线性结构的顺序存储结构是一种随机存取的存储结构,线性表的链式存储结构是一种顺序存取的存储结构。
线性表若采用链式存储表示时所有结点之间的存储单元地址可连续可不连续。
数据结构的逻辑结构
数据结构的逻辑结构数据结构是计算机科学中的重要概念,它指的是数据元素之间的关系和组织方式。
逻辑结构是数据结构中的一种重要分类,它描述了数据元素之间的逻辑关系,而不涉及具体的存储方式和实现细节。
本文将以数据结构的逻辑结构为标题,介绍几种常见的逻辑结构。
1. 线性结构线性结构是最基本也是最常见的数据结构之一,它的特点是数据元素之间存在一对一的关系。
线性结构有两种基本形式:线性表和线性链表。
线性表是一种有序的数据元素序列,可以用顺序存储结构或链式存储结构来实现;线性链表是一种由节点组成的链式结构,节点中存储数据元素和指向下一个节点的指针。
2. 非线性结构非线性结构是指数据元素之间存在一对多或多对多的关系。
常见的非线性结构有树和图。
树是一种由节点组成的层次结构,每个节点可以有零个或多个子节点;图是由节点和边组成的集合,节点表示数据元素,边表示节点之间的关系。
3. 集合结构集合结构是指数据元素之间不存在任何关系,它们之间是相互独立的。
集合结构常用于描述离散的事物,如数学中的集合。
集合结构可以用数组、链表等方式来实现。
4. 文件结构文件结构是指数据元素之间存在一对一或一对多的关系,数据元素可以按照某种逻辑顺序进行存储和访问。
常见的文件结构有顺序文件、索引文件和散列文件。
顺序文件是按照一定顺序存储的文件,可以进行顺序查找;索引文件是通过索引表来实现的,可以进行快速查找;散列文件是通过散列函数来计算存储位置的,可以实现快速的插入和查找。
5. 网状结构网状结构是指数据元素之间存在多对多的关系,每个数据元素都可以与其他元素直接或间接地相连。
网状结构常用于描述复杂的关系,如社交网络中的好友关系。
以上是数据结构中常见的几种逻辑结构,它们在实际应用中各有优劣。
选择合适的逻辑结构可以提高算法的效率和程序的可读性。
在实际问题中,可以根据数据之间的关系和操作需求来选择适合的逻辑结构。
同时,不同的逻辑结构也可以相互转化,例如可以将线性结构转化为树结构或图结构,以满足特定的需求。
数据结构复习要点(整理版)
第一章数据结构概述基本概念与术语1.数据:数据是对客观事物的符号表示,在计算机科学中是指所有能输入到计算机中并被计算机程序所处理的符号的总称。
2。
数据元素:数据元素是数据的基本单位,是数据这个集合中的个体,也称之为元素,结点,顶点记录。
(补充:一个数据元素可由若干个数据项组成。
数据项是数据的不可分割的最小单位。
)3.数据对象:数据对象是具有相同性质的数据元素的集合,是数据的一个子集。
(有时候也叫做属性。
)4.数据结构:数据结构是相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合。
(1)数据的逻辑结构:数据的逻辑结构是指数据元素之间存在的固有逻辑关系,常称为数据结构。
数据的逻辑结构是从数据元素之间存在的逻辑关系上描述数据与数据的存储无关,是独立于计算机的。
依据数据元素之间的关系,可以把数据的逻辑结构分成以下几种:1.集合:数据中的数据元素之间除了“同属于一个集合“的关系以外,没有其他关系.2.线性结构:结构中的数据元素之间存在“一对一“的关系。
若结构为非空集合,则除了第一个元素之外,和最后一个元素之外,其他每个元素都只有一个直接前驱和一个直接后继。
3。
树形结构:结构中的数据元素之间存在“一对多“的关系.若数据为非空集,则除了第一个元素(根)之外,其它每个数据元素都只有一个直接前驱,以及多个或零个直接后继。
4.图状结构:结构中的数据元素存在“多对多"的关系.若结构为非空集,折每个数据可有多个(或零个)直接后继.(2)数据的存储结构:数据元素及其关系在计算机内的表示称为数据的存储结构。
想要计算机处理数据,就必须把数据的逻辑结构映射为数据的存储结构。
逻辑结构可以映射为以下两种存储结构:1.顺序存储结构:把逻辑上相邻的数据元素存储在物理位置也相邻的存储单元中,借助元素在存储器中的相对位置来表示数据之间的逻辑关系.2.链式存储结构:借助指针表达数据元素之间的逻辑关系。
不要求逻辑上相邻的数据元素物理位置上也相邻。
数据结构的逻辑结构及物理结构
数据结构的逻辑结构及物理结构数据结构是计算机科学的重要基础,它研究了数据的组织方式和存储结构,为解决实际问题提供了有效的数据处理方法。
数据结构的逻辑结构和物理结构是数据结构的两个重要方面,它们分别描述了数据之间的关系和数据在存储器中的表示方式。
一、逻辑结构逻辑结构是指数据元素之间的关系,描述了数据元素之间的逻辑关系,不涉及具体的存储方式。
常见的逻辑结构有线性结构、树形结构和图形结构。
1. 线性结构线性结构是最基本的逻辑结构,数据元素之间是一对一的关系。
其中,线性表是最简单的线性结构,数据元素之间只有"前驱"和"后继"的关系,比如数组和链表。
栈和队列是线性表的特殊形式,它们分别满足"先进后出"和"先进先出"的原则。
2. 树形结构树形结构是由节点和边组成的非线性结构,节点之间存在着一对多的关系。
其中,树是最常用的树形结构,它是由一个根节点和若干个子树组成,每个子树也是一棵树。
二叉树是一种特殊的树形结构,每个节点最多有两个子节点。
3. 图形结构图形结构是由顶点和边组成的非线性结构,顶点之间可以存在任意关系。
图是最常用的图形结构,它分为有向图和无向图,顶点之间通过边连接。
图的常用算法有深度优先搜索和广度优先搜索。
二、物理结构物理结构是指数据在计算机存储器中的表示方式,也称为数据的存储结构。
常见的物理结构有顺序存储结构和链式存储结构。
1. 顺序存储结构顺序存储结构将数据元素逐个存放在计算机存储器的连续存储单元中,数据元素的逻辑关系由元素在存储器中的相对位置来表示。
数组是常用的顺序存储结构,它具有随机访问的特点,可以通过索引直接访问任意位置的元素。
2. 链式存储结构链式存储结构使用指针将数据元素连接在一起,每个元素包含数据和指向下一个元素的指针。
链表是常用的链式存储结构,它灵活地插入和删除节点,但访问元素需要通过指针遍历。
三、逻辑结构与物理结构之间的映射关系逻辑结构和物理结构之间存在着一一对应的映射关系。
数据结构 逻辑结构 举例
数据结构逻辑结构举例数据结构是计算机科学中的一个重要概念,它描述了数据元素之间的关系以及这些关系的操作规则。
数据结构可以分为逻辑结构和物理结构两种形式。
逻辑结构是指数据元素之间的逻辑关系,例如线性结构、树形结构和图形结构等;而物理结构则是指数据元素在计算机内存中的存储方式,例如顺序存储结构和链式存储结构等。
下面将通过举例的方式来介绍数据结构中的逻辑结构和物理结构,以便更好地理解这些概念。
一、逻辑结构的例子:1. 线性结构:线性表是一种最简单的线性结构,它包含一系列按照某种顺序排列的元素。
例如,一个学生名单就可以用线性表来表示,每个元素代表一个学生,按照学号的顺序排列。
2. 树形结构:树是一种非线性结构,它由一组以层次方式连接的节点组成。
例如,公司的组织结构可以用树来表示,根节点代表公司,每个子节点代表一个部门,再往下每个子节点代表一个小组。
3. 图形结构:图是一种包含节点和边的数据结构,节点表示实体,边表示节点之间的关系。
例如,社交网络中的好友关系可以用图结构来表示,每个人是一个节点,好友关系是边。
4. 集合结构:集合是一种无序的数据结构,其中的元素不重复。
例如,一组学生的身份证号可以用集合结构来表示,每个身份证号是一个元素。
5. 堆结构:堆是一种特殊的树形结构,它满足堆属性,即父节点的值总是大于或小于它的子节点的值。
例如,操作系统中的进程调度可以用最小堆来实现,每个进程的优先级是一个节点的值。
二、物理结构的例子:1. 顺序存储结构:顺序存储结构是一种连续存储数据元素的方式,元素之间的物理地址是连续的。
例如,数组就是一种典型的顺序存储结构,可以用来表示线性表。
2. 链式存储结构:链式存储结构是一种通过指针将数据元素连接起来的方式,元素之间的物理地址不一定连续。
例如,链表就是一种典型的链式存储结构,可以用来表示树形结构和图形结构。
3. 索引存储结构:索引存储结构是一种通过索引表来加快数据检索速度的方式,索引表中的每个元素包含一个关键字和对应数据元素的物理地址。
01数据结构概述
图1-7 流程图的各种图形名称和作用
图1-8 用流程图描述算法
算法描述方法3:用“类C语言”来描述算 法。 本书将采用类C语言来描述算法。 算法描述方法4:直接采用C语言来描述算 法。
例1-5 分别用C语言和类C语言来描述 输出整数1、2、3、„、9、10的过程。 解:(1)用C语言描述输出整数1、2、 3、„、9、10的过程的算法如下。 void num () { int i; i=1; while (i<= 10) { printf ("i = %d\n", i ); i = i +1; } }
例1-2 编写一个算法,按照从小到大的顺 序排列两个数值变量x、y的内容,即要求最 终有x≤y。 解:用文字描述解决这个问题的算法如下: (1)输入变量x、y的数值; (2)把两个数值中的小者存放到x里; (3)把两个数值中的大者存放到y里; (4)输出x、y的值。 可以看出,上面的描述符合算法的5个特征。
如果两个数据结点间有着某种逻辑上的 联系,就称这两个结点是“邻接的”。若用 圆圈代表结点,用结点间的一条连线代表它 们之间存在的逻辑关系,那么,就用图1-1来 表示结点A和B是“邻接的”。 直观定义:数据结构是研究程序设计中计算 机操作的对象以及它们之间的关系和运算的 一门学科。
图1-1 结点的邻接
图1-2 线性关系中的各种结点
线性关系的特点是:除起始结点和终 端结点外,每个结点的前面和后面,都有且 只有一个结点与它邻接,起始结点的前面没 有邻接的结点,终端结点的后面没有邻接的 结点。简单地说,线性关系的特点是:有头 有尾,顺序排列。
2.树型关系
所谓数据间具有“树型”关系,是指在 数据之间具有分支、层次的逻辑关系。如果 所要处理的数据之间呈树型关系,那么就说 它的逻辑结构是树型的。 文件目录间的逻辑结构就是树型的。图1-3 所示为一个树型目录图例。
数据结构的三大概念逻辑结构、存储结构和运算
数据结构的三大概念逻辑结构、存储结构和运算数据结构的三大概念:逻辑结构、存储结构和运算数据结构是计算机科学中非常重要的一个概念,它是指数据元素之间的关系以及对这些数据元素进行操作的方法。
在数据结构中,有三个核心概念,分别是逻辑结构、存储结构和运算。
这三个概念相互联系、相互作用,共同构成了数据结构的基本框架。
下面将分别对这三个概念进行详细介绍。
逻辑结构逻辑结构是指数据元素之间的逻辑关系,它独立于数据元素的存储结构。
在数据结构中,常见的逻辑结构包括线性结构、树形结构和图形结构。
1. 线性结构线性结构是最简单、最基本的逻辑结构,数据元素之间是一对一的关系。
线性结构包括线性表、栈、队列等。
其中,线性表是最为常见的线性结构,它包括顺序表和链表两种存储结构。
顺序表中的数据元素在内存中是连续存储的,而链表中的数据元素在内存中是不连续存储的,通过指针来连接各个节点。
2. 树形结构树形结构是一种重要的非线性结构,它包括二叉树、二叉搜索树、平衡二叉树等。
在树形结构中,每个节点可以有零个或多个子节点,节点之间通过边相连。
树形结构常用于表示具有层次关系的数据,如文件系统、组织结构等。
3. 图形结构图形结构是最为复杂的逻辑结构,它包括有向图和无向图。
在图形结构中,节点之间的关系是任意的,可以是一对一、一对多或多对多的关系。
图形结构常用于描述网络、社交关系等复杂系统。
存储结构存储结构是指数据结构在计算机内存中的表示方式,它决定了数据元素在内存中的存储位置以及数据元素之间的物理关系。
常见的存储结构包括顺序存储结构和链式存储结构。
1. 顺序存储结构顺序存储结构是将数据元素存储在一块连续的内存空间中,数据元素之间的物理关系与其逻辑关系一致。
顺序存储结构适合于对数据元素的随机访问,但插入和删除操作效率较低。
2. 链式存储结构链式存储结构是通过指针将数据元素存储在不连续的内存空间中,数据元素之间通过指针相连。
链式存储结构适合于频繁的插入和删除操作,但访问效率较低。
数据结构类型
数据结构类型数据的逻辑结构:数据的逻辑结构指元素之间的逻辑关系(和现实⽆关)。
分类⼀:线性结构和⾮线性结构 线性结构:有且只有⼀个开始结点和⼀个终端结点,并且所有结点都最多只有⼀个直接前驱和⼀个直接后继。
线性表就是⼀个典型的线性结构,它有四个基本特征: 1.集合中必存在唯⼀的⼀个"第⼀个元素"; 2.集合中必存在唯⼀的⼀个"最后的元素"; 3.除最后元素之外,其它数据元素均有唯⼀的"直接后继"; 4.除第⼀个元素之外,其它数据元素均有唯⼀的"直接前驱"。
⽣活中的案例:冰糖葫芦、排队上地铁⾮线性结构: 相对应于线性结构,⾮线性结构的逻辑特征是⼀个结点元素可能对应多个直接前驱和多个直接后继。
常见的⾮线性结构有: 树(⼆叉树等),图(⽹等)。
树:⼀个结点可以对应多个直接后继,但每个结点只能对应⼀个直接前驱(⼀对多) 图(⽹):⼀个结点可以对应多个直接后继和直接前驱(多对多) 树:⽣活案例 单位组织架构、族谱技术案例:⽂件系统图:⽣活案例 交通线路图、地铁线路图分类2:集合结构、线性结构、树状结构、⽹络结构 逻辑结构有四种基本类型:集合结构、线性结构、树状结构和⽹络结构。
表和树是最常⽤的两种⾼效数据结构,许多⾼效的算法能够⽤这两种数据结构来设计实现。
1.集合结构: 就是数学中所学的集合,集合中的元素有三个特征: 1).确定性(集合中的元素必须是确定的) 2).唯⼀性(集合中的元素互不相同。
例如:集合A={1,a},则a不能等于1) 3).⽆序性(集合中的元素没有先后之分。
例如:集合{3,4,5}和{3,5,4}算作同⼀个集合) 该结构的数据元素之间的关系是"属于同⼀个集合",此外⽆其他关系。
因为集合中元素关系很弱,数据结构中不对该结构进⾏研究。
2.线性结构: 数据结构中线性结构指的是数据元素之间存在着"⼀对⼀"的线性关系的数据结构。
数据结构与算法
数据结构与算法1. 数据结构数据结构是带结构的数据元素的集合。
(结构是指数据元素之间的关系)数据结构包含:逻辑结构:数据之间的逻辑关系物理结构(存储结构):数据元素及其关系在计算机内部的表示数据的运算和实现2. 逻辑结构线性结构:有且只有一个开始和一个终端结点,并且所有结点最多只有一个直接前驱和一个直接后继。
非线性结构:一个结点可能有多个直接前驱和直接后继;具体有集合结构,树形结构,图状结构。
3. 存储结构顺序存储结构:用一组连续的存储单元依次存储数据元素,数据元素之间的逻辑关系由元素的存储位置来表示。
优点:随机存取;缺点:只能使用相邻的一整块存储单元,可能产生较多外部水片。
链式存储结构:用一组任意的存储单元存储数据元素,数据元素之间的逻辑关系用指针来表示。
优点:不会产生碎片现象,能充分利用所有存储单元;缺点:每个元素因指针而占用额外的存储空间,只能实现顺序存储。
索引存储结构:在存储元素信息的同时,还建立附加的索引表。
优点:检索速度快;缺点:索引表占用额外的存储空间,增加和删除数据会修改索引表,耗时较多。
散列存储结构:根据元素的关键字直接计算出该元素的存储地址。
优点:检索、增加、删除结点操作很快;缺点:可能出现冲突,解决冲突会增加时间和空间开销。
4. 数据类型数据类型是一组性质相同的值的集合,以及定义于这个集合上的一组操作的总称。
在C语言中,声明了某个数据类型的变量,意味着规定了该变量的存储空间大小,以及能够执行的运算。
5. 抽象数据类型(A bstract D ata T ype, ADT)三要素<D, S, P>数据对象数据对象的关系集数据对象的操作集6. 算法算法是对特定问题求解步骤的一种描述,它是指令的有限序列,其中每条指令表示一个或多个操作。
此外算法具有如下5个重要特性:有穷性:一个算法必须总在执行有穷不之后结束,且每一步都可在有穷时间内完成;确定性:算法中每条指令必须有确切的含义,对于相同的输入只得得到相同的输出;可行性:算法中描述的操作都可以通过已经实现的基本运算执行有限次来实现;输入输出7. 算法效率的度量时间复杂度时间复杂度是指算法中基本运算的执行次数的数量级。
数据结构分类之什么是线性结构、非线性结构
数据结构分类之什么是线性结构、⾮线性结构
什么是线性结构、⾮线性结构
数据结构分类⼤多可以有三种分类⽅式,分别是逻辑结构、物理结构、存储结构。
⼀般来讲⼤多数都是以逻辑结构进⾏划分的。
线性结构
简单地说,线性结构就是表中各个结点具有线性关系。
如果从数据结构的语⾔来描述,线性结构应该包括如下⼏点:
1、线性结构是⾮空集。
2、线性结构有且仅有⼀个开始结点和⼀个终端结点。
3、线性结构所有结点都最多只有⼀个直接前趋结点和⼀个直接后继结点。
数组(Array)、栈( Stack)、队列(Queue)、链表( Linked List)等数据的逻辑结构都属于线性表。
⾮线性结构
简单地说,⾮线性结构就是表中各个结点之间具有多个对应关系。
如果从数据结构的语⾔来描述,⾮线性结构应该包括如下⼏点:
1、⾮线性结构是⾮空集。
2、⾮线性结构的⼀个结点可能有多个直接前趋结点和多个直接后继结点。
树( Tree)、图(Graph)、堆(Heap)、散列表(Hash)等数据的逻辑结构都属于⾮线性结构。
数据结构的四种基本逻辑结构
数据结构的四种基本逻辑结构在计算机科学中,数据结构是指组织和存储数据的方式和方法,是计算机算法和程序设计的基础。
数据结构可以分为四种基本逻辑结构:线性结构、树形结构、图形结构和集合结构。
每种结构都有其特点和应用场景,下面将针对每种结构进行详细介绍。
一、线性结构线性结构是最常见的数据结构之一,它包括线性表、栈和队列。
线性表是由n个数据元素组成的有限序列,可以使用顺序存储结构或链式存储结构来实现。
顺序存储结构的线性表在内存中是连续存储的,而链式存储结构则使用指针来实现元素之间的链接。
线性表的特点是元素之间有明确的前后关系,可以进行插入、删除和查找等操作。
栈是一种特殊的线性表,它只能在表的一端进行插入和删除操作,称为栈顶。
栈采用“先进后出”的原则,类似于现实生活中的弹夹。
主要用于实现递归调用、表达式求值和内存分配等场景。
队列也是一种特殊的线性表,它只能在表的一端进行插入操作,而在另一端进行删除操作,分别称为队尾和队头。
队列采用“先进先出”的原则,类似于现实生活中的排队。
主要用于实现任务调度、缓冲区管理和广度优先搜索等场景。
二、树形结构树形结构是一种非线性结构,它包括二叉树、多路树和图。
二叉树是由n个结点组成的有限集合,它或者为空集,或者由一个根结点和左右两个互不相交的二叉树组成。
二叉树可以用于实现搜索算法、排序算法和哈夫曼编码等。
多路树是一种每个结点可以有多个孩子的树,常见的有二叉树、三叉树和四叉树。
多路树可以用于构建字典树、B树和哈希树等。
图是由结点的有穷非空集合和连接结点的边的集合组成,图形结构中没有层次的概念,结点之间的关系可以是任意的。
图可以用于解决复杂的路径问题、网络优化和图像处理等。
三、图形结构图形结构是一种复杂的非线性结构,它由结点集合和连接结点的边集合组成。
图形结构中没有层次的概念,结点之间的关系可以是任意的。
图可以分为有向图和无向图,有向图中的边有方向,无向图中的边没有方向。
图可以用于解决复杂的路径问题、网络优化和图像处理等。
数据结构中的逻辑结构和物理结构
数据结构中的逻辑结构和物理结构数据结构是计算机科学中的重要概念,用于组织和存储数据,以便于有效地操作和管理。
逻辑结构和物理结构是数据结构中两个基本概念,它们分别描述了数据的逻辑关系和在计算机内存中的存储方式。
一、逻辑结构逻辑结构指的是数据元素之间的关系,包括线性结构、树形结构、图形结构等多种形式。
1. 线性结构线性结构是最简单的结构类型,数据元素之间存在一对一的关系。
常见的线性结构有线性表、栈和队列。
- 线性表:线性表中的数据元素按照顺序存储,可以是一维数组或链表形式。
- 栈:栈是一种特殊的线性表,具有后进先出(LIFO)的特点。
- 队列:队列也是一种特殊的线性表,具有先进先出(FIFO)的特点。
2. 树形结构树形结构是一种层次关系的结构,数据元素之间存在一对多的关系。
树形结构包括二叉树、多叉树等。
- 二叉树:二叉树中每个节点最多有两个子节点,分为左子树和右子树。
- 多叉树:多叉树中每个节点可以有多个子节点。
3. 图形结构图形结构是一种网络关系,数据元素之间存在多对多的关系。
图形结构包括有向图和无向图。
- 有向图:有向图中的边是有方向的,表示节点之间的有向关系。
- 无向图:无向图中的边是无方向的,表示节点之间的无序关系。
二、物理结构物理结构描述了数据在计算机内存中的存储方式,包括顺序存储和链式存储。
1. 顺序存储顺序存储将数据元素按照逻辑顺序依次存储在连续的内存位置上,可以通过下标来访问和操作元素。
顺序存储适合于对数据的随机访问,但插入和删除操作需要移动大量的数据。
2. 链式存储链式存储使用指针将数据元素按照逻辑顺序连接起来,每个元素包含数据和指向下一个元素的指针。
链式存储适合于插入和删除操作,但访问元素需要遍历整个链表。
数据结构中的逻辑结构和物理结构是紧密相关的,逻辑结构决定了数据元素之间的关系,而物理结构则决定了数据在内存中的存储方式。
选择合适的逻辑结构和物理结构对于提高数据操作效率和降低存储空间的占用是非常重要的。
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数据结构的逻辑结构
数据结构是计算机科学中的一个重要概念,用于组织和存储数据以便有效地访问和操作。
数据结构可以分为两个主要方面:逻辑结构和物理结构。
逻辑结构描述了数据之间的逻辑关系,而物理结构描述了数据在计算机内存中的存储方式。
本文将重点探讨数据结构的逻辑结构。
一、线性结构
线性结构是最基本的逻辑结构之一,数据元素之间存在一对一的关系。
线性结构包括线性表、栈、队列和串。
1. 线性表
线性表是由n个数据元素组成的有限序列,其中元素之间存在顺序关系。
常见的线性表有顺序表和链表。
顺序表使用连续的内存空间存储元素,而链表使用节点和指针的方式存储元素。
2. 栈
栈是一种特殊的线性表,遵循先进后出(LIFO)的原则。
栈具有两个主要操作:push和pop,分别用于入栈和出栈操作。
常见的应用场景包括函数调用、表达式求值和后缀表达式转换等。
3. 队列
队列也是一种特殊的线性表,遵循先进先出(FIFO)的原则。
队列
具有两个主要操作:enqueue和dequeue,分别用于入队和出队操作。
常见的应用场景包括任务调度、消息传递和广度优先搜索等。
4. 串
串是由零个或多个字符组成的有限序列,可以看作是特殊的线性表。
串与线性表的区别在于对元素的操作不同,串主要进行字符匹配、模
式识别和字符串处理等操作。
二、非线性结构
非线性结构是指数据元素之间存在一对多或多对多的关系,包括树
和图两种结构。
1. 树
树是一种类似于自然界中树的结构,由n个节点组成。
树的节点之
间存在父子关系,每个节点可以有多个子节点,但只能有一个父节点。
树的应用广泛,如二叉树用于拼写检查和数据库索引等。
2. 图
图是由n个顶点和m条边组成的集合,顶点之间可以存在多个边。
图可以分为有向图和无向图,根据边是否有方向来判断。
图的应用包
括社交网络、路由算法和最短路径等。
三、集合结构
集合结构是指数据元素之间没有任何特定关系,每个元素都是独立的。
集合结构常用于数据库系统中的集合操作,如并、交和差等。
四、索引结构
索引结构用于提高数据的检索效率,常用的索引结构包括线性索引、二叉树索引和哈希索引。
索引结构的选择取决于数据的特点和查询操
作的频率。
综上所述,数据结构的逻辑结构包括线性结构、非线性结构、集合
结构和索引结构。
不同的逻辑结构适用于不同的应用场景,选择合适
的逻辑结构可以提高数据的处理和访问效率。
对于程序员来说,了解
和掌握不同的逻辑结构对于设计和实现高效的算法和数据结构非常重要。