绪论(数据结构教程PPT课件)

C11
C7
编 译 原 理
C5， C3
C8
操 作 系 统
C3， C6
C9
高 等 数 学
无
C10
线 性 代 数
C9
C11
普 通 物 理
C9
C12
数 值 分 析
C9， C10， C1
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课程先后关系的图形描形式：
c4
c5
c2
c7
c1 c3
c12
c9
c10
c8
c6 c11
图 1-2 计算机专业必修课程开设先后关系
99070101 李军
男
80． 12
......
99070102 王 颜 霞 女
81． 2
.......
99070103 孙涛 男
80． 9
......
99070104 单 晓 宏 男
81． 3
......
......
......
......
......
......
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特点：
每个学生的信息占据一行，所有学生的信息按学 号顺序依次排列构成一张表格；
顺序存储结构：逻辑上相邻的元素存储在物理位 置相邻的存储单元中.通常借助于程序设计语言中的数 组来实现.
链式存储结构：逻辑上相邻的元素不要求其物理位
置相邻,元素间的相邻关系借助于指示数据元素地址的
指针来实现。
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逻辑结构（线性结构、树、图、集合）
数据结构
顺序存储结构 存储结构
链式存储结构
记录
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数据结构
数据结构的内容可归纳为三个部分：逻辑结构、存 储结构和运算集合。按某种逻辑关系组织起来的一批数 据，按一定的映象方式把它存放在计算机的存储器中， 并在这些数据上定义了一个运算的集合， 就叫做数据 结构。 逻辑结构
数据结构中所说的“关系”实际上是指数据元素之 间的逻辑关系，又称此为逻辑结构。常见的逻辑结构有： 线性结构、树形结构和图形结构，集合。
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四个基本逻辑结构
集合 线性结构
树形结构
图
逻辑结构可看作是从
具体问题抽象出来的
数学模型。
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存储结构（物理结构）
是指数据结构在计算机存储器中的具体实现。与 孤立的数据元素表示形式不同，数据结构中的数据元 素不但要表示其本身的实际内容，还要表示清楚数据 元素之间的逻辑结构。
常见的存储结构
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1.1 数据结构的概念
当今计算机应用的特点：
所处理的数据量大且具有一定的关系； 对其操作不再是单纯的数值计算，而更多地是需 要对其进行组织、管理和检索。 应用举例1——学籍档案管理
假设一个学籍档案管理系统应包含如下表1-1所示 的学生信息。
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表1-1
学 生 基 本 情 况
学号 姓名 性别 出 生 年 月 ......
编译原理，软件工程等课程奠定良好的基础。
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本课程讲述的主要内容 本课程将分别讲述数据结构的基本概念、线性表、栈 和队列、串和数组、树形结构、图结构、查找、排序等 内容。
学习本课程的基本方法 上课认真听讲； 仔细阅读教材中的大量例题，从而体会并最终掌握
数据结构中的基本概念； 认真上机实习，独立完成每个章节后面的练习题。
数据运算 （算法）
1.2 算法描述
1.2.1 算法的概念 算法是解决某个特定问题的一种方法或一个过程。 计算机对数据的操作可以分为数值性和非数值性 两种类型。在数值性操作中主要进行的是算术运算； 而在非数值性操作中主要进行的是检索、排序、插入、 删除等等。
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开设本课程的背景
《数据结构》是计算机相关专业的一门重要的专业
基础课。它主要研究计算机加工对象的逻辑结构、在
计算机中的表示形式以及实现各种基本操作的算法。
学好这门课，可以加深对程序设计的理解，有助于进
一步提高程序设计能力，为进行软件开发打下良好的
基础，并为计算机专业后续课程，如数据库操作系统
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特点
课程之间的先后关系用图结构描述； 通过实施创建图结构，按要求将图结构中的顶点 进行线性排序。
结论
计算机的操作对象的关系更加复杂，操作形式不 再是单纯的数值计算，而更多地是对这些具有一定关 系的数据进行组织管理，我们将此称为非数值性处理。 要使计算机能够更有效地进行这些非数值性处理，就 必须弄清楚这些操作对象的特点，在计算机中的表示 方式以及各个操作的具体实现手段。这些就是《数据 结构》这门课程研究的主要内容。
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数据 是对客观事物的符号表示。在计算机科学中其含 义是指所有能够输入到计算机中并被计算机程序处理 的符号集合。
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数据元素（Data Element）
数据元素是组成数据的基本单位, 是数据集合的个体，在计 算机中通常作为一个整体进行考虑和处理。
学籍表
数据项
数据项：具有独立含义的最小整数理p据pt 标识单位。
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第1章 绪论
❖ 教学目的
1. 了解数据结构基本概念的含义 2. 了解数据结构研究的主要内容 3. 理解数据逻辑结构及存储结构的定义及分类 4. 理解算法的概念、描述方法以及评价标准 5. 掌握时间复杂度与空间复杂度的计算
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第1章 绪论
1.1 数据结构的概念 1.2 算法描述 1.3 算法分析
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表1-2Fra Baidu bibliotek
计 算 机 专 业 学 生 的 必 修 课 程
课 程 编 号
课 程 名 称
需 要 的 先 导 课 程
编 号
C1
程 序 设 计 基 础
无
C2
离 散 数 学
C1
C3
数 据 结 构
C1， C2
C4
汇 编 语 言
C1
C5
算 法 分 析 与 设 计
C3， C4
C6
计 算 机 组 成 原 理
21
312 132 123 321 231 213
图 1-1 3个对象的全排列过程
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特点： 在求解过程中，所处理的数据之间具有层 次关系，这是我们所说的树形结构； 对它的操作有：建立树形结构，输出最低 层结点内容等等。 应用举例3——制定教学计划
在制定教学计划时，需要考虑各门课程的开设顺 序。有些课程需要先导课程，有些课程则不需要，而 有些课程又是其他课程的先导课程。比如，计算机专 业课程的开设情况如下表1-2所示：
表中每个学生的信息依据学号的大小存在着一种 前后关系，这就是我们所说的线性结构；
对它的操作通常是插入某个学生的信息，删除某 个学生的信息，更新某个学生的信息，按条件检索某 个学生的信息等等。
应用举例2——输出n个对象的全排列
输出n个对象的全排列可以使用下图1-1所示的形式 描述。
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