数据结构：chap1绪 论.ppt

数据结构是计算机科学中至关重要的一个分支，它探讨如何有效地组织和处理数据，以便于算法的执行和问题的解决。本章主要分为四个部分：数据结构讨论的范畴、基本概念、算法和算法的量度。 数据结构讨论的范畴涉及了算法与数据结构的关系。Niklaus Wirth 提出的观点是，算法加上合适的数据结构就构成了程序。这意味着在解决实际问题时，不仅要考虑如何设计解决问题的步骤（算法），还要考虑如何通过数据结构来表示问题的模型。例如，在数值计算中，线性代数方程组的求解需要相应的数据结构来存储和操作矩阵；在非数值计算中，如计算机对弈，我们需要的数据结构则要体现棋局的状态和规则。同样，对于数据库管理系统，数据结构需要支持数据的存储、检索和用户交互。 接着，我们来看看基本概念。数据是指计算机处理的对象，它可以是数字、文本、图像等各种形式的符号。数据元素是数据结构的基本组成单元，而数据项是这些单元的最小单位，可以是单独的值或数据元素的组合。数据结构则是带有特定结构的数据元素集合，这种结构反映了元素之间的关系。例如，数组、链表、树和图等都是常见的数据结构。数据结构的逻辑结构主要有线性结构（如一维数组）、树形结构（如二叉树）、图状结构（如有向图、无向图）以及集合结构。 数据的存储结构是逻辑结构在内存中的实际表示。数据元素的映射通常通过位串来实现，不同的数据类型对应不同的位宽。而关系的映射则涉及到数据元素之间的关联方式，如顺序映射利用存储位置的相对关系来表示前后关系。 算法是解决问题的步骤集合，而算法的量度包括时间复杂度和空间复杂度，它们衡量了算法执行效率和所需存储空间。好的数据结构和算法设计应该在时间和空间上达到平衡，以提高程序的性能。 数据结构是研究数据的组织和操作方式的学科，它结合了数学模型和计算机科学，旨在提供高效的问题解决方案。理解和掌握各种数据结构及其操作，对于编写高效的代码和优化程序性能至关重要。在实际编程中，根据问题的特性选择合适的数据结构，并设计出合理的算法，是每个程序员必备的技能。