第4章 CAD中常用的数据结构

车床
床身及导
轨
主轴箱
尾座
走刀箱
溜板箱
刀架
离合器
主轴组件
中间变速 机构
主轴
主轴齿轮
主轴轴承
7
4.1.2 数据结构
包括数据的逻辑结构和数据的物理结构 逻辑结构和数据的物理结构。 数据结构 包括数据的逻辑结构和数据的物理结构。 1. 数据的逻辑结构 定义： 定义：数据的逻辑结构描述的是数据之间的逻辑关 系、它从客观的角度组织和表达数据。 它从客观的角度组织和表达数据。 线性结构 树状结构 非线性结构 网状结构 树状网状的结合
定义: 是指数据在计算机内部的存储方式， 定义: 是指数据在计算机内部的存储方式，它从物 理存储的角度来描述数据以及数据间的关系。 理存储的角度来描述数据以及数据间的关系。 常用种类: 顺序存储结构、链接存储结构。 常用种类: 顺序存储结构、链接存储结构。 (1) 顺序存储结构 定义: 定义: 利用一组地址连续的存储单元依次存放各数据 元素。 元素。
4）树的深度 树中
结点的最大层次； 结点的最大层次； 4）度 结点的子树 的个数； 的个数；
5）树叶 度数是0的结点 度数是0
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4.1.4 常见的数据结构
树的物理结构 顺序存储，或链接存储， 顺序存储，或链接存储，通过指针来建立元素间的 联系和存取路径。 联系和存取路径。
A
A B E K L F
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演示
4.1.4 常见的数据结构
4．数组 定义：数组是一组按一定顺序排列的具有相同类型的 定义：数组是一组按一定顺序排列的具有相同类型的 数据（一维、二维、三维… 数据（一维、二维、三维…）。 一维数组的逻辑结构
→
一个简单的线性表。 一个简单的线性表。
二维数组的逻辑结构 ，可将一行(或一列)元素→一 可将一行(或一列) 维数组→一个线性表，由两个线性表组成。 一个线性表， 两个线性表组成。 n维数组的逻辑结构 →由n个线性表组成 数组物理结构 数组与线性表的存储方式相同， 数组与线性表的存储方式相同，用顺序存储结构 放在存储器中，数组都是按一维排列存储的。 放在存储器中，数组都是按一维排列存储的。
车床
床身及导轨
主轴箱
尾座
走刀箱
溜板箱
刀架
离合器
主轴组件
中间变速 机构
主轴
主轴齿轮
主轴轴承
12
13
4.1.2 数据结构
（2) 网状结构 数据元素之间的关系是一种多元
关系，即多对多、多对一。 关系，即多对多、多对一。 2
1
10 9 6 7 10 4
5
9
4 8
8
8
1 4
2
4
6
5
4
10 9
4
14
5
4
8
7
数据结构---------是数据之间的关系 数据结构---------是数据之间的关系 ---------
2
4.1.1 数据结构的基本概念
在数据处理中， 在数据处理中，现实世界 －－→ 数据世界。 －－→ 数据世界。 包含几个层次概念： 包含几个层次概念：
现实世界 信息世界
－－－－→ －－－→
信息世界－
R1 R2 R4 R4 R5
反向链： 反向链：连接方向与逻辑顺序相反
R1 R2 R4 反向链 R4 R5
20
4.1.2 数据结构
单向环链： 单向环链：最后一个数据元素与第一个数据元素通过 指针链接． 指针链接．
R1 R2 R4 单向环链 R4 R5
特点： 特点： 可以从任意一个元素进入， ① 可以从任意一个元素进入，按指针逐个存取各 条记录； 条记录；
4
(5) 数据 描述实体的数值、字符及其它的各种物理 描述实体的数值、 符号 是组成数据的最小单位； 可用数字、字母、 1) 字符 是组成数据的最小单位； 可用数字、字母、 专用符号表示 是数据中最基本的、 2) 数据项 是数据中最基本的、不可分的并有命名的 数据单位
5
4.1.1 数据结构的基本概念
C
B
C G
8
逻辑结构归纳 为两大类型： 为两大类型：
线性结构 每一个数据元素仅与它前面的一个和后 面的一个数据元素相联系， 面的一个数据元素相联系，因而只能表达数据间的 简单顺序关系。 简单顺序关系。
特点： 数据间的关系很简单，只是顺序排列 特点： 数据间的关系很简单， 的位置关系，而且这种位置关系是线性的。 的位置关系，而且这种位置关系是线性的。 这种结构的数据可以用数表的形式表示。 这种结构的数据可以用数表的形式表示。 又称这类数据结构为“线性表结构” 又称这类数据结构为“线性表结构”
4）组合项 由若干个数据项组成 相关组合项和数据项的集合构成一个记录， 4）记录 相关组合项和数据项的集合构成一个记录， 是描述某个实体属性的集合 是描述某个实体属性的集合 5）文件 相同性质的记录的集合就是文件 6）数据库 非单纯性、有结构文件的集合 非单纯性、
6
4.1.2 数据结构
研究数据元素之间的抽象化关系， 数据结构理论 研究数据元素之间的抽象化关系，并 不涉及数据元素的具体内容。以车床为例： 不涉及数据元素的具体内容。以车床为例：
计算机世界 记录 数据项 文件 数据组织 （数据文件、 数据库）
3
个体 特征 总体 事物及其联 系
实体 属性 实体集 实体及其联 系
4.1.1 数据结构的基本概念
(1) 实体 客观存在的并可互相区分的事物
(2) 属性 实体的特征 (4) 属性值 每个属性所能测量或纪录的值 (4) 域 属性值的变化范围
4) 多向链结构
结构中有多个指针域（多于2个） 结构中有多个指针域（多于2
R12 R22 R21 R42 R24
应用：通常用于矩阵元素、树结构存储， 应用：通常用于矩阵元素、树结构存储，只要查 询到某一元素，即可获得相邻的、 询到某一元素，即可获得相邻的、相关元素的地 址。
23
4.1.2 数据结构25源自4.1.4 常见的数据结构
1．线性表 定义: 线性表是一个由n n≥0）个数据元素a 定义: 线性表是一个由n（n≥0）个数据元素a1，a2， a4 … an组成的有限序列，表中的每一个数据 组成的有限序列， 元素(除了第一个和最后一个) 元素(除了第一个和最后一个)仅有一个直接前 驱和直接后继。 驱和直接后继。 线性表逻辑结构 [a(1)，a(2)，a(4)，…,a(k-1)，a(k)，a(k+1)，…，a(n)] …,a(k-
第四章 CAD中常用的数据结构 CAD中常用的数据结构 学习内容： 学习内容： CAD中数据结构 中数据结构 线性表 栈 树 二叉树 学习难点：二叉树的遍历。 学习难点：二叉树的遍历。
1
4.1 数据结构
车床
床身及导轨
主轴箱
尾座 中间变速 机构 主轴轴承
走刀箱
溜板箱
刀架
离合器
主轴组件
主轴
主轴齿轮
一个孤立的具体数据往往没有任何意义。 一个孤立的具体数据往往没有任何意义。 各相关数据的集合→描述任何复杂事物。 各相关数据的集合 描述任何复杂事物。 描述任何复杂事物 数据之间的关系为数据赋予了丰富的含义。 数据之间的关系为数据赋予了丰富的含义。
例如：光轴轴径系列值表示成线性表形式: 例如：光轴轴径系列值表示成线性表形式: 10，14，18，20，22， ,90） （4，6，10，14，18，20，22，…,90）
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4.1.4 常见的数据结构
特点：数据元素之间呈线性关系，是最简单、 特点：数据元素之间呈线性关系，是最简单、最常 见的数据结构。 见的数据结构。 线性表的物理结构 既可以采用顺序存储，也可以 既可以采用顺序存储， 采用链接存储结构。 采用链接存储结构 2． 栈 定义: 定义: 栈顶 栈底 栈是一种特殊的线性表，它的插入与删除操 栈是一种特殊的线性表， 作只能在表的一端进行。 作只能在表的一端进行。 允许插入和删除操作的一端称为栈顶。 允许插入和删除操作的一端称为栈顶。 演示 不允许插入和删除操作的一端称为栈底。 不允许插入和删除操作的一端称为栈底。 是按照后进先出的原则进行的。 是按照后进先出的原则进行的。
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特点： 存储单元少，简单易行，结构紧凑。 特点：1）存储单元少，简单易行，结构紧凑。 数据结构缺乏柔性，若要增删数据， 2）数据结构缺乏柔性，若要增删数据，必须 重新分配存储单元 存储单元。 重新分配存储单元。 查询频繁，修改、补充、删除数据量小的场合。 应用 ：查询频繁，修改、补充、删除数据量小的场合。
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4.1.2 数据结构
例如： 例如：线性表的逻辑结构
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非线性结构 这种结构的数据间逻辑关系比较复杂。 这种结构的数据间逻辑关系比较复杂。 类型：树状结构、 类型：树状结构、网状结构及树状网状的结合
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4.1.2 数据结构
（1） 树状结构
数据之间的关系是一种层次式的逻辑关系， 数据之间的关系是一种层次式的逻辑关系，每个数 据元素仅与它前面的一个数据元素相关， 据元素仅与它前面的一个数据元素相关，可与后面 多个数据元素相关。 多个数据元素相关。
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根据指针的数目， 根据指针的数目， 链接存储结构有 三种类型： 三种类型：
4.1.2 数据结构
1) 单向链结构
各个数据元素由一个指针域 一个数据域组成， 各个数据元素由一个指针域和一个数据域组成，通过 个指针域和 指针构成一个链状结构，且链接方向单一 指针构成一个链状结构，且链接方向单一。 正向链： 正向链：连接方向与逻辑顺序相同
链接存储结构的记录增、删 链接存储结构的记录增、 在不改变原来存储结构的条件下，只要控制指针即可 在不改变原来存储结构的条件下，
R1 R2 R4 R4 R5
R1
R2
R4