《数据结构介绍》PPT课件
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数据元素之间的运算与运算规则。
数据结构：相互间存在一种或多种特定关系 的数据元素的集合。
返回
10
数据结构的三个方面： 线性结构
数据的逻辑结构
线性表 栈 队列 串
树形结构
非线性结构 图形结构
数据的存储结构 顺序存储 链式存储
（物理结构、映像） 索引存储 散列存储
集合结构
数据的运算：查找、排序、插入、删除、修改等
数据项
学 号 姓 名 性 别 籍 贯 出生年月 住 址
12101 张三
...
...
男 福建 1993.11 福州
数
... ...
...
...
据 元
素
返回
8
数据对象：性质相同的数据元素的集合。
如：整数数据对象 N = { 0, 1, 2, … }（无限集） 字母字符数据对象C={ 'A', 'B', 'C', … 'Z' } （有限集）
数据类型分类： （1）原子类型：每个数据都无法再分割。（整
型、实型、字符型等） （2）结构类型：结构类型中的数据可以分解为
若干原子类型或结构类型数据。（数组、记录、 结构体、联合体、串、文件等）
返回
19
抽象数据类型(Abstract Data Type ，ADT):数 学模型以及定义在该模型上的一组操作，与其 在计算机中的表示和实现无关。
返回
11
主要逻辑结构举例
集合：其中的数据元素 之间除了“属于同一个集 合”的关系以外，别无其 他关系。
线性结构：其中的数据 元素之间存在一对一的关 系。
树型结构：其中的数据 元素之间存在一对多的关 系。
图状结构（网状结构）： 其中的数据元素之间存在 多对多的关系。
返回
12
例1 书目自动检索系统
数计系2012级计算机科学与技术、网络工程专业
数据结构
(Data Structure)
任课教师： 赵少卡 E-MAIL: zska@cernet.edu.cn
返回
1
课程性质：专业核心基础课
教材:
操作系统
数据库
严蔚编译敏原理、吴伟民.
人工智能
数据结构 (C语言版).北
京:清华大学出版社,2011.
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3
讲授篇章
第1章
绪论 第7章
第2章
线性表 第9章
第3章
栈和队列 第10章
第6章 树和二叉树
图 查找 内部排序
返回
5
第1章 绪论
问题求解(Problem Solving)：
理解问题
问题数学化
选择数据结构、 算法设计策略
设计算法
证明正确性
分析算法
程序设计
返回
6
计算机求解问题的分类
数值计算(科学运算):解方程(组)、 函数求 值、 概率统计等。 应用：天气预报(环流模式方程)、结构静力 分析（线性代数方程组）、水库大坝的应力 计算、预报人口增长等。
因此： 数据元素是数据的一个个体； 数据对象是数据的一个子集。
返回
9
例：{a1,a2,a3,a4,a5,a6}存在次序为： （1）{<ai，ai+1>| i=1，2，3，4，5} （2）Row={<a1,a2>, <a2,a3>, <a4,a5> <a5,a6>}
Col ={<a1,a4>, <a2,a5>, <a3,a6>} 所谓结构就是数据元素之间的关系，即描述
E A
EA EB EC ED
有连线的节点用不同的颜 色标记, 表示不能同时通行。
要求使用的颜色数尽可能 少, 以使减少等待时间。
返回
15
逻辑结构与存储结构
逻辑结构: 数据元素间的逻辑关系，与数据元素的相 对位置无关。 存储结构: 逻辑结构在计算机存储器中的表示，如：
顺序存储结构——借助元素在存储器中的相对位置来表示 数据元素间的逻辑关系
返回
17
h
1345
h
元素1 1400
元素2 1536
链式存储结构
元素3 1346
元素4 ∧
Βιβλιοθήκη Baidu存储地址
存储内容
指针
1345
元素1
1400
1346
元素4
∧
…….
……..
…….
1400
元素2
1536
…….
……..
…….
1536
元素3
1346
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18
数据类型与抽象数据类型
数据类型（Data Type）：值的集合以及定 义在这个集合上的一组操作。
非数值计算：字符、表格、图像、声音等。
返回
7
基本概念和术语
数据：计算机程序处理的符号的总称，包含整 型、实型、布尔型、图象、字符、声音等一切 可以输入到计算机中的符号集合。
数据元素：数据的基本单位（数据中的一个 “个体”），通常作为一个整体进行处理。
数据项：数据的具有意义的不可分割的最小单 位。一个数据元素可以由若干个数据项构成。
栾汝书 …….
001,… 003,…. 004,…. …….
L S ……
书目文件
索引表
按分类号
002,… 001,003, ……
返回
13
例2 人机对弈问题
树
……..
……..
返回
14
…...
…...
…...
…...
例3 多叉路口交通灯管理问题
图
C
AB AC AD
D
B
BA BC BD
DA DB DC
链式存储结构——借助指示元素存储地址的指针表示数据 元素间的逻辑关系
数据的逻辑结构与存储结构密切相关：
算法设计
逻辑结构
算法实现
存储结构
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16
存储地址 存储内容
Lo Lo+m
元素1 元素2
顺序存储结构
……..
元素i
Lo+(i-1)*m
……..
元素n
Lo+（n-1)*m
Loc(元素i)=Lo +（i-1)*m
线性表
按书名
001
高等数书学目卡樊片映川
S01
002 登录理号论：力学 罗远祥
L01
003
高等数学 华罗庚
S01
004 书名线：性代数 栾汝书
S02
…… 作者名…：…
……
……
分类号：
按作者名
高等数学 001，003…出…版单位：樊映川
理论力学 002，……出.. 版时间：华罗庚
线性代数 ……
0…0… 4，.. ……价格：
例如：矩阵 + 求转置、加、乘、求逆、求特征 值等操作构成一个矩阵的抽象数据类型。
ADT 可用三元组表示：（D,R,P） D – 数据对象 R – D上的关系的有限集 P – 对D的基本操作集
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20
抽象数据类型的定义
ADT抽象数据类型名{
算法设计与分析 ——1数9据8结1构年初稿，使软件用工程面最广
周学时：4（理论授课）+ 2（上机实践）
考核离散：数学平时成绩（作业、考勤）20% +期 中成绩20% +期语言末程序成设计绩60%高等数学
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2
课程要求
保持课堂安静，头脑清醒，思维活跃 课后及时复习巩固 认真、独立、按时完成并提交作业 多思考多动手，重视上机实践
数据结构：相互间存在一种或多种特定关系 的数据元素的集合。
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10
数据结构的三个方面： 线性结构
数据的逻辑结构
线性表 栈 队列 串
树形结构
非线性结构 图形结构
数据的存储结构 顺序存储 链式存储
（物理结构、映像） 索引存储 散列存储
集合结构
数据的运算：查找、排序、插入、删除、修改等
数据项
学 号 姓 名 性 别 籍 贯 出生年月 住 址
12101 张三
...
...
男 福建 1993.11 福州
数
... ...
...
...
据 元
素
返回
8
数据对象：性质相同的数据元素的集合。
如：整数数据对象 N = { 0, 1, 2, … }（无限集） 字母字符数据对象C={ 'A', 'B', 'C', … 'Z' } （有限集）
数据类型分类： （1）原子类型：每个数据都无法再分割。（整
型、实型、字符型等） （2）结构类型：结构类型中的数据可以分解为
若干原子类型或结构类型数据。（数组、记录、 结构体、联合体、串、文件等）
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19
抽象数据类型(Abstract Data Type ，ADT):数 学模型以及定义在该模型上的一组操作，与其 在计算机中的表示和实现无关。
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11
主要逻辑结构举例
集合：其中的数据元素 之间除了“属于同一个集 合”的关系以外，别无其 他关系。
线性结构：其中的数据 元素之间存在一对一的关 系。
树型结构：其中的数据 元素之间存在一对多的关 系。
图状结构（网状结构）： 其中的数据元素之间存在 多对多的关系。
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12
例1 书目自动检索系统
数计系2012级计算机科学与技术、网络工程专业
数据结构
(Data Structure)
任课教师： 赵少卡 E-MAIL: zska@cernet.edu.cn
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1
课程性质：专业核心基础课
教材:
操作系统
数据库
严蔚编译敏原理、吴伟民.
人工智能
数据结构 (C语言版).北
京:清华大学出版社,2011.
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3
讲授篇章
第1章
绪论 第7章
第2章
线性表 第9章
第3章
栈和队列 第10章
第6章 树和二叉树
图 查找 内部排序
返回
5
第1章 绪论
问题求解(Problem Solving)：
理解问题
问题数学化
选择数据结构、 算法设计策略
设计算法
证明正确性
分析算法
程序设计
返回
6
计算机求解问题的分类
数值计算(科学运算):解方程(组)、 函数求 值、 概率统计等。 应用：天气预报(环流模式方程)、结构静力 分析（线性代数方程组）、水库大坝的应力 计算、预报人口增长等。
因此： 数据元素是数据的一个个体； 数据对象是数据的一个子集。
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9
例：{a1,a2,a3,a4,a5,a6}存在次序为： （1）{<ai，ai+1>| i=1，2，3，4，5} （2）Row={<a1,a2>, <a2,a3>, <a4,a5> <a5,a6>}
Col ={<a1,a4>, <a2,a5>, <a3,a6>} 所谓结构就是数据元素之间的关系，即描述
E A
EA EB EC ED
有连线的节点用不同的颜 色标记, 表示不能同时通行。
要求使用的颜色数尽可能 少, 以使减少等待时间。
返回
15
逻辑结构与存储结构
逻辑结构: 数据元素间的逻辑关系，与数据元素的相 对位置无关。 存储结构: 逻辑结构在计算机存储器中的表示，如：
顺序存储结构——借助元素在存储器中的相对位置来表示 数据元素间的逻辑关系
返回
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h
1345
h
元素1 1400
元素2 1536
链式存储结构
元素3 1346
元素4 ∧
Βιβλιοθήκη Baidu存储地址
存储内容
指针
1345
元素1
1400
1346
元素4
∧
…….
……..
…….
1400
元素2
1536
…….
……..
…….
1536
元素3
1346
返回
18
数据类型与抽象数据类型
数据类型（Data Type）：值的集合以及定 义在这个集合上的一组操作。
非数值计算：字符、表格、图像、声音等。
返回
7
基本概念和术语
数据：计算机程序处理的符号的总称，包含整 型、实型、布尔型、图象、字符、声音等一切 可以输入到计算机中的符号集合。
数据元素：数据的基本单位（数据中的一个 “个体”），通常作为一个整体进行处理。
数据项：数据的具有意义的不可分割的最小单 位。一个数据元素可以由若干个数据项构成。
栾汝书 …….
001,… 003,…. 004,…. …….
L S ……
书目文件
索引表
按分类号
002,… 001,003, ……
返回
13
例2 人机对弈问题
树
……..
……..
返回
14
…...
…...
…...
…...
例3 多叉路口交通灯管理问题
图
C
AB AC AD
D
B
BA BC BD
DA DB DC
链式存储结构——借助指示元素存储地址的指针表示数据 元素间的逻辑关系
数据的逻辑结构与存储结构密切相关：
算法设计
逻辑结构
算法实现
存储结构
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存储地址 存储内容
Lo Lo+m
元素1 元素2
顺序存储结构
……..
元素i
Lo+(i-1)*m
……..
元素n
Lo+（n-1)*m
Loc(元素i)=Lo +（i-1)*m
线性表
按书名
001
高等数书学目卡樊片映川
S01
002 登录理号论：力学 罗远祥
L01
003
高等数学 华罗庚
S01
004 书名线：性代数 栾汝书
S02
…… 作者名…：…
……
……
分类号：
按作者名
高等数学 001，003…出…版单位：樊映川
理论力学 002，……出.. 版时间：华罗庚
线性代数 ……
0…0… 4，.. ……价格：
例如：矩阵 + 求转置、加、乘、求逆、求特征 值等操作构成一个矩阵的抽象数据类型。
ADT 可用三元组表示：（D,R,P） D – 数据对象 R – D上的关系的有限集 P – 对D的基本操作集
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抽象数据类型的定义
ADT抽象数据类型名{
算法设计与分析 ——1数9据8结1构年初稿，使软件用工程面最广
周学时：4（理论授课）+ 2（上机实践）
考核离散：数学平时成绩（作业、考勤）20% +期 中成绩20% +期语言末程序成设计绩60%高等数学
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2
课程要求
保持课堂安静，头脑清醒，思维活跃 课后及时复习巩固 认真、独立、按时完成并提交作业 多思考多动手，重视上机实践