数据结构是计算机科学中的核心概念，它研究的是数据的组织方式、存储格式以及它们之间的相互关系。在C语言中，数据结构的掌握对于编写高效且易于维护的程序至关重要。本讲义主要介绍了数据结构的基本概念、术语，以及算法设计与效率分析。
我们来看什么是数据结构。数据结构是数据元素的集合，这些元素之间存在着特定的关系。例如，在电话号码查询系统中，数据结构可能是二维数组、表或向量，用于存储人名和对应的电话号码。数据结构的选择直接影响着算法的设计和执行效率。在图书馆的书目检索系统、教师资料档案管理系统以及多叉路口交通灯的管理问题中，数据结构同样扮演着关键角色。
接着，我们探讨了一些基本概念和术语。数据是信息的符号表示，可以是任何能输入到计算机并被处理的符号。数据元素是数据的基本单位，可能由一个或多个数据项组成。数据对象是性质相同的数据元素集合，而数据结构则是这些元素之间特定关系的集合。数据结构包括逻辑结构和物理结构两方面。逻辑结构描述了数据元素之间的抽象关系，如集合、线性结构、树型结构和图状结构。物理结构则关注数据在内存中的实际存储方式。
数据结构的形式定义为一个二元组 `(D, S)`，其中 `D` 是数据元素的有限集，`S` 是 `D` 上的关系集合。例如，复数数据结构可以定义为包含两个实数（实部和虚部）的集合，并定义了一种关系来表示这两个实数的组合。
数据类型与数据结构不同，数据类型是编程语言中预定义的或用户自定义的，用来表示数据的类别，如整型、浮点型、字符型等。而数据结构更侧重于数据的组织形式，它是实现数据类型的手段之一。
在算法方面，讲义提到了算法设计的要求，包括可行性、确定性、有穷性以及输入输出等基本要素。算法效率的度量通常使用时间复杂度和空间复杂度来衡量，关注算法运行时间和所需存储空间。设计好的算法不仅要能解决问题，还要尽可能地减少资源消耗。
总结来说，数据结构是计算机科学的基础，它涉及到数据的逻辑组织、存储方式以及操作这些数据的方法。通过理解和熟练运用各种数据结构，开发者可以设计出更加高效、灵活的程序，解决复杂的问题。在C语言中，理解和掌握数据结构是编程能力提升的关键一步。
