程序员“修炼成神”的必经之路——数据结构（第1章 概论）

Posted 2021-10-09 猿力满满

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前言

一、基本概念和常用术语

1.基本概念

2.数据结构包含的内容

      1）数据的逻辑结构

      2）数据的存储结构（物理结构）

      3）数据的运算

二、算法的描述和分析

1.算法描述

2.算法分析

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前言

       著名的瑞士计算机科学家沃思（N.Wirth）教授曾提出：算法+数据结构=程序。可见作为一名程序员要想写出一个“好”的程序、开发出一种结构合理、性能良好的软件，仅仅掌握一门编程语言是不够的，还必须掌握算法与数据结构。换句话说，要想成为大神级程序员，数据结构就是“必修功法”。

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一、基本概念和常用术语

1.基本概念

数据（data）是描述客观事物的数、字符以及能输入计算机中并被计算机处理的符号的集合。

数据元素（data element）是数据的基本单位。

数据对象（data object）是具有相同性质的数据元素的集合，是数据的一个子集。

2.数据结构包含的内容

       一般包括以下三个方面的内容：

      1）数据的逻辑结构

       数据的逻辑结构可分为线性结构和非线性结构。

       线性结构特征：数据元素（结点）之间存在着一对一的关系，且结构中仅有一个开始结点和一个终端结点，其余结点都是仅有一个直接前趋和一个直接后继。

       非线性结构特征：数据元素之间存在着一对多或多对多的关系，即一个结点可能有多个直接前趋和多个直接后继。

      2）数据的存储结构（物理结构）

       数据的存储结构可以用以下四种基本的存储方法实现：

       ① 顺序存储方法

       ② 链接存储方法

       ③ 索引存储方法

       ④ 散列存储方法

      3）数据的运算

       常用的运算有：检索、插入、删除、更新、排序等。其实也就是增删改查这几个操作。

二、算法的描述和分析

1.算法描述

       算法是由若干条指令组成的有穷序列，其中每条指令表示一个或多个操作。通俗地说，一个算法就是一种解题的方法。

算法必须满足的五个准则：

1. 输入。算法开始前必须给算法中用到的变量初始化，一个算法的输入可以包含零个或多个数据。
2. 输出。算法至少有一个或多个输出。
3. 有穷性。算法必须在执行有限步后结束。
4. 确定性。算法中每一条指令的含义都必须明确，无二义性。
5. 可行性。算法中描述的操作都可以通过有限次的基本运算来实现。

2.算法分析

    如何来评价算法的优劣呢？应主要考虑如下几点：

（1）执行算法所耗费的时间，即时间复杂性。

（2）执行算法所耗费的存储空间，主要是辅助空间，即空间复杂性。

（3）算法应易于理解、易于编程，易于调试等，即可读性和可操作性。

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