数据结构

 

 

 

 

本课主题：数据结构的基本概念和术语

教学目的：了解数据结构的基本概念，理解常用术语

教学重点：基本概念：数据与数据元素

教学难点：数据元素间的四种结构关系。

授课内容：

一、数据、数据元素、数据对象、数据结构的定义

1、数据的定义

定义一：数据是客观事物的符号表示。

学号	姓名	语文	数学	C语言
6201001	张三	85	54	92
6201002	李四	92	84	64
6201003	王五	87	74	73
6201004
...

例：张三的C语言考试成绩为92分，92就是该同学的成绩数据。

定义二：能输入到计算机中并被计算机程序处理的符号的总称。

例：图像、声音等。

 

总结：现实世界信息的分析、复制、传播首先要符号化，这样才便于处理，尤其是便于计算机的处理。家长、社会要了解一个学生的学习成绩和能力，要看他的学习档案，而学习档案即是说明该学生学习情况的数据。

2、数据元素、数据项

数据元素是数据的基本单位，它也可以再由不可分割的数据项组成。如图示：

 

3、数据对象

是性质相同的数据元素的集合。如上例：一个班级的成绩表可以看作一个数据对象。

4、数据结构

定义一、数据元素集合（也可称数据对象）中各元素的关系。

定义二、相互之间存在特定关系的数据元素集合。

数据结构的种类：

	特征	示例
集合	元素间为松散的关系
线性结构	元素间为严格的一对一关系	如上面的成绩表中各元素
树形结构	元素间为严格的一对多关系
图状结构（或网状结构）	元素间为多对多关系

数据结构的形式定义：

数据结构名称=（D，S）

其中D为数据元素的有限集，S是D上关系的有限集

逻辑结构		“数据结构”定义中的“关系”指数据间的逻辑关系，故也称数据结构为逻辑结构。
存储结构		数据结构在计算机中的表示称为物理结构。又称存储结构。
	顺序存储结构
	链式存储结构

存储结构详解：

计算机中存储信息的最小单位：位，8位为一字节，两个字节为一字，字节、字或更多的二进制位可称为位串。在逻辑描述中，把位串称为元素或结点。

当数据元素由若干数据项组成时，位串中对应于各个数据项的子位串称为数据域(Data Field)。

例：上述成绩表数据用C语言的结构体数组classonestu[50]来存储：

struct stu {

int stuno;/*数据项，也称stu位串中的一个子位串，或叫做数据域*/ 

char name[20];

int maths;

int language;

int c_language;

} classonestu[50];

二、数据类型

1、定义：数据类型是一个值的集合和定义在这个值集上的一组操作的总称。

例：C语言中的整型，其内涵为一定范围的自然数集合，及定义在该集合上的加减乘除及取模、比较大小操作。而实型则无取模操作。当然整型也不需四舍五入。

2、数据类型的种类：

	特征	例
原子类型	值在逻辑上不可分解	int float
结构类型	值由若干成分按某种结构组成	struct stu

数据类型封装了数据存储与操作的具体细节。

三、总结

数据->数据元素

具有特定关系的数据元素集合->数据结构

数据结构的逻辑表示与物理存储->逻辑结构与存储结构

人们不仅关心数据的逻辑结构、存储结构，还关心数据的处理方法（算法）与处理结果->数据类型

数据类型->分类