数据结构基础教程（C语言版）

软件开发基础教程，易学易懂。 教学提示：数组可看成是一种扩展的线性数据结构，其特殊性不像栈和队列那样表现在对数据元素的操作受限制，而是反映在数据元素的构成上。 教学目标：通过学习，用户应了解数组和串这两种线性结构的特殊性，掌握其逻辑结构、存储结构及建立在各种存储结构上的基本运算；掌握几种特殊矩阵的存储方法及运算。 数据结构是计算机科学中至关重要的基础概念，它涉及到如何高效地组织和管理数据，以便进行快速检索和操作。本教程“数据结构基础教程（C语言版）”专注于讲解这一主题，特别是从C语言的角度出发，适合初学者入门。在本教程中，重点介绍了数组和串这两种基本的线性数据结构，以及它们在存储和运算上的特殊性。 数组是数据结构的基础，它是由固定数量和相同类型的数据元素组成的有序集合。在C语言中，数组可以是一维、二维或更高维度的。一维数组就像一个向量，是定长的线性表，元素不可分割。二维数组是扩展的一维数组，可以看作是长度相等的一维数组的集合，类似表格形式。C语言中，可以通过typedef定义多维数组，例如，一个二维数组可以定义为一维数组的一维数组。数组的运算主要是访问和修改其元素，由于数组元素在内存中是连续存储的，因此访问速度非常快，这是数组的一大优点。 数组的顺序存储是指在计算机内存中，数组元素按照一定的顺序（如行序或列序）连续存放。这种存储方式允许对数组元素进行随机访问，因为一旦知道数组下标，就可以直接计算出元素在内存中的位置。顺序存储结构适用于那些不涉及元素插入和删除，主要进行读取和修改操作的情况。 对于某些特定类型的矩阵，如对称矩阵，其非零元素有明显的规律，可以进行压缩存储，即将所有非零元素存储在一个一维数组中，节省空间。这在处理大规模数据时尤其有用。例如，对称矩阵只需存储下三角或上三角部分的元素，就能重建整个矩阵。然而，如果矩阵中的非零元素分布无规律且数量较少（即稀疏矩阵），则需要更复杂的压缩技术，如链表或散列表，以减少存储需求并提高访问效率。 本教程还涵盖了串，即字符序列，它是另一种基本的线性数据结构。串的操作包括插入、删除、查找和替换等。此外，还有上机实习和习题部分，帮助学习者通过实践加深理解。 通过学习本教程，用户应能理解和掌握数组和串的逻辑结构和存储结构，学会在不同存储结构上进行基本运算，以及如何针对特殊矩阵进行压缩存储和运算。这些基础知识是进一步学习高级数据结构，如树、图、堆和哈希表等的前提，也是软件开发人员解决实际问题所必需的技能。