数据结构与算法

Lesson01 - 数据结构的基本概念

文章目录

• 数据结构与算法
• 前言
• 1 基本概念和术语
• • 1.1 数据
  • 1.2 数据元素、数据项
  • 1.3 数据对象
  • 1.4 数据类型
  • 1.5 数据结构
• 2 数据结构的三大要素
• • 2.1 数据的逻辑结构
  • 2.2 数据的存储结构
  • 2.3 数据的运算
• //后记

前言

Lesson01 主要分享一些数据结构概念性的知识，从宏观上把握数据结构的整体框架。
在这里我会介绍一下数据结构的基本术语，在专业解释的同时加上一下自己的理解，帮助理解抽象的概念和术语。

1 基本概念和术语

1.1 数据

🏃数据是信息的载体，是描述客观事物属性的数、字符以及能输入到计算机程序识别和处理的符号的集合。它是可识别的、抽象的符号。
🏃通俗而言，数据就是对信息的表达，可以是符号、文字、数字、语音、图像、视频等。
🏃对计算机而言，就是二进制0和1。

1.2 数据元素、数据项

🏃数据元素是数据的基本单位，通常作为一个整体进行考虑和处理。
🏃一个数据元素是由若干数据项组成的，数据项是构成数据元素的最小单位。

💘举个栗子：
我们QQ，微信的所有好友可以看成是数据。
其中每一个人可以看成是一个一个的数据元素，而每一个人的个人信息（昵称，账号，性别…）都可以看作一个一个的数据项。

1.3 数据对象

🏃数据对象是具有相同性质的数据元素的集合，是数据的一个子集。

💘这里给一个venn图帮助理解一下。

1.4 数据类型

🏃数据类型是一个值的集合和定义在此集合上的一组操作的总称。

1.5 数据结构

数据结构是相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合。

💘数据结构从定义上来理解非常抽象，我们看到定义不能直接联想到什么。
💘我试着用通俗的话来解释一下：类比于房屋结构，就是描述房屋的结构。房屋的底层结构，房屋的外部结构，房屋的内部装修之类的，门窗怎么设计，家具怎么摆放等等。
💘数据结构就是一种描述数据的结构。在计算机中，数据中各元素之间在内存中的位置关系（存储）；数据元素之间在逻辑上的关系；以及设计我们想要的数据元素之间的关系结构，并在设计出来的结构中运算，达到我们想要的目的。

2 数据结构的三大要素

2.1 数据的逻辑结构

🏃在百度百科上，对逻辑的定义是这样的：逻辑就是思维的规律，规则。
🏃引用到数据上就是，数据各个元素之间的规律和规则，即从逻辑上来描述数据。

💘概念很抽象，我们先来看下面四个图。

🏃第一个图，所有元素在一个集合里，相互之间互不影响，我们称它为 - 集合。
🏃第二个图，所有元素被串在一起，像一个冰糖葫芦，我们称它为 - 线性结构。
🏃第三个图，元素从上往下逐渐延伸，像一棵树一样，我们称它为 - 树结构。
🏃第四个图，元素与元素之间相互缠绕在一起，类似生活中各城市之间的道路关系，我们称它为 - 图结构。

💘总结：数据的逻辑结构就是元素之间的逻辑关系，也就是我们能想象出来的元素之间的关系。

2.2 数据的存储结构

🏃这个概念比较好理解，实际上就是如何把数据元素存储到计算机的存储器中
🏃存储结构的实现依赖计算机语言

💘这里举一个最容易理解的栗子：
在C语言中我们都学过数组，数组在内存中的存储是从低地址到高地址连续存储数据的。
在内存中这些数据像是被一根线连在一起，这种存储结构我们称它为 - 顺序存储。
💘当然除了顺序存储，还有链式存储、索引存储和散列存储。后续课程会更加详细的介绍。

2.3 数据的运算

🏃这里的运算不是数学上单纯的加减乘除，而是在数据的逻辑结构和存储结构的基础上，提出一些对数据的要求，并且实现它。
🏃比如：如何在一堆数据中查找某个元素，如何删除一个元素，如何对元素进行排序，都是数据的运算的范畴，不可狭义的理解为数学的运算。

//后记

🏃 以后每周会更新一到两篇学习数据结构的笔记，用来记录自己的学习历程，复习巩固所学的知识。
🏃 文中概念或者代码有任何错误的地方，希望大佬们在评论区指出，本人会虚心接受并且改正。