《数据结构及其应用》笔记含答案 第一章_绪论.docx

数据结构是计算机科学中至关重要的基础概念，它研究如何组织和管理数据，以便高效地进行存储、检索和处理。在第一章的《数据结构及其应用》笔记中，主要介绍了数据结构的基本概念、逻辑结构和存储结构，以及算法的相关特性。 1. 数据结构：数据结构是数据元素的集合，这些元素之间具有特定的结构关系。它可以是简单的数据元素集合，也可以是复杂的数据元素网络。 2. 逻辑结构与存储结构：逻辑结构描述了数据元素之间的关系，独立于计算机的存储方式，如集合、线性结构、树结构和图结构。存储结构则是逻辑结构在计算机内存中的实际表现形式，分为顺序存储结构（如数组）和链式存储结构（如链表）。 3. 数据元素：数据元素是数据的基本单位，它可以由一个或多个数据项组成。数据项是数据的最小单元，无法再分割。 4. 算法：算法是一系列解决问题的明确指令，具有有穷性、确定性、可行性、输入和输出五大特性。算法的评价标准包括正确性、可读性、健壮性和高效性。 5. 算法的时间复杂度：衡量算法运行效率的重要指标，取决于问题的规模以及待处理数据的状态。最坏、最好和平均时间复杂度的概念用于全面评估算法性能。 6. 数据结构类型：线性结构（如数组、队列、栈）和非线性结构（如树、图）是数据结构的两大类别。 7. 抽象数据类型（ADT）：用户定义的数据类型，包括数据对象、数据对象上的关系集合以及定义在该模型上的操作集合。例如，栈是一种ADT，提供了压入和弹出等操作。 通过具体的例子，如学生基本信息表，我们可以看到逻辑结构是线性的，因为每个学生记录有顺序关系。而在存储结构方面，可以选择数组顺序存储所有记录，或者使用链表链接各个学生记录，每条记录包含指向前后记录的指针。 在互联网行业中，数据结构的应用广泛，例如网页链接可以建模为图结构，数据库中的表可以视为线性结构，搜索算法则依赖于高效的数据结构设计，如哈希表和二叉搜索树。理解并掌握数据结构及其应用，对于编写高效、优化的代码至关重要，也是提升软件性能和用户体验的基础。