数据结构课件第01章

图
C B
A
D E
求解非数值计算的问题
主要考虑的是设计出合适的数据结构及相应的算法。
即：首先要考虑对相关的各种信息如何表示、组织和存 储？ 数据结构的研究对象是：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。
பைடு நூலகம்
5. 数据结构课程的形成和发展
形成阶段：
60年代初期，“数据结构”有关的内容散见于操作系统、 编译原理和表处理语言等课程。1968年，“数据结构”被 列入美国一些大学计算机科学系的教学计划。
例1、 在FORTRAN语言中，变量的数据类型有整型、实型、 和复数型
例2、在C语言中 数据类型：基本类型、指针类型、空类型和结构类型 其中，基本类型包括整型、浮点型、字符型和枚举类型
5. 抽象数据类型(Abstract Data Type简称ADT）
➢抽象数据类型是用户在数据类型基础上新定义的数据类型
➢抽象数据类型定义包括数据组成和对数据的处理操作
➢抽象数据类型是数据和数据的使用者的一个接口
抽象数据类型的三元组表示 （D，S，P） D：数据对象 S：D上的关系集 P：对D的基本操作
ADT的作用——结构与用户无关，提高代码的复用率
抽象数据类型的定义：包括数据对象定义、数据关系定义和 基本操作定义，书写格式为：
ADT 抽象数据类型名{ 数据对象：数据对象的定义 数据关系：数据逻辑关系的定义 基本操作：基本操作的定义 P 8 倒数7行 } ADT 抽象数据类型名 （P9 例 1-6 伪码描述）
P 8 倒数4行
C++的引用类型
引用类型用于给一个变量取一个别名。例如：
int x=0; int &y=x; //y为引用类型的变量 cout << x << ',' << y << endl; //结果为：0,0 y = 1; cout << x << ',' << y << endl; //结果为：1,1
发展阶段：
数据结构的概念不断扩充，包括了网络、集合代数论、关 系等“离散数学结构”的内容。
70年代后期，我国高校陆续开设该课程。
6.《数据结构》课程所处的地位
1.2 基本概念和术语
1. 数据(Data):是对信息的一种符号表示。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处理的符号的总 称。
2. 电子计算机的主要用途 早期：
主要用于数值计算。 后来：
应用逐渐扩大到非数值计算领域（能处理多种复杂 的具有一定结构关系的数据）。
数据复杂→数据结构
3. 计算机解决问题的一般步骤
数学模型→算法→程序 (1)数值计算
数学模型→选择计算机语言→编出程序→测试→最终解答。 数值计算的关键是：如何得出数学模型（方程）？ 程序设计人员比较关注程序设计的技巧。 (2)非数值计算问题 数据元素之间的相互关系一般无法用数学方程加以描述。
…… ……..
樊映川 华罗庚 栾汝书 …….
001,… 002,…. 004,…. …….
L S ……
002,… 001,003, ……
例3 人机对奕问题
树
……..
……..
…...
…...
…...
…...
例4 多叉路口交通灯管理问题
AB AC AD BA BC BD
DA DB DC EA EB EC ED
在语法上，对引用类型变量的访问与非引用类型 相同；但在语义上，对引用类型变量的访问实际 访问的是另一个变量（被引用的变量）。
引用类型作为函数的参数类型
数据结构(C语言版) Data Structure
主讲教师 马宁 计算机科学学院 软件工程教研室
学习的直接收益
▪编程基础 ▪计算机专业考研课程 ▪计算机等级考试课程 ▪软件资格与水平考试课程 ▪进入优秀企业的敲门砖 盖茨说：学通了这本书（程序设 计技巧，共三卷，其中第一卷主要为数据结构）来找我吧！
第一章 绪论
1.1 数据结构学科的研究对象
1. 什么是程序、软件？
N.沃思（Niklaus Wirth)教授提出：
程序=算法+数据结构 以上公式说明了如下两个问题： （1）数据上的算法决定如何构造和组织数据
（算法→数据结构） （2）算法的选择依赖于作为基础的数据结构
（数据结构→算法） 软件=程序+文档（软件工程的观点）
请同学们重视本课程的学习。
课程安排
总学时：64 学时 讲课学时：48 学时 实验学时：16 学时
教材： 《数据结构》（ C语言版）严蔚敏、吴伟民 -----清华大学出版社
《程序设计》课程与《数据结构》课程的关系
《程序设计》强调程序设计的基本概念和做法，如： 数据类型与表达式 程序流程控制 子程序 递归 数据抽象，等
2. 数据元素(Data Element):是数据的基本单位，在计算机 程序中通常作为一个整体进行考虑和处理。
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(Data Object)：是性质相同的数据元素的集合， 是数据的一个子集。
4. 数据类型(Data Type)：在一种程序设计语言中，变量所 具有的数据种类。
例2 书目自动检索系统
线性表
书目卡片
书目文件
按书名
001 登录号高：等数学
002 003
书名：理 高论 等力 数学 学
004 作者名线：性代数
…… 分类号：……
出版单位：
出版时间：
价格：
樊映川 罗远祥 华罗庚 栾汝书
……
S01 L01 S01 S02 ……
按作者名
索引表 按分类号
高等数学 001，003…… 理论力学 002，…….. 线性代数 004，……
4. 非数值计算问题举例
例1、电话号码查询问题 查找 ：给出一个姓名，如果存在，打印此人的电话号码；
如果不存在，报告没有这个人的标志。
（1）按顺序存储方式：须遍历表 （2）按姓氏索引方式：索引 要写出好的查找算法，取决于这张表的结构及存储方式。 电话号码表的结构和存储方式决定了查找（算法）的效率。
《数据结构》强调程序设计思想和技术的典型应用，如： 线性表、栈、队列 检索、排序 图、树，等
两者的内容又有交叉
本课程的体系结构
第一章 绪论 介绍数据、数据结构和抽象数据类型的概念。
第二章 —— 第七章 基本数据结构 从抽象数据类型的角度， 分别讨论线性表、栈和队列、 串、数组和广义表、 树、图等基本数据结构及其应用。