书本是来自 程杰 老师的《大话数据结构》，老师在书中自称 封清扬

第一章 数据结构绪论

1.3 数据结构起源

  数据结构是一门研究非数值计算的程序设计问题中的操作对象，一级它们之间的关系和操作等相关问题的学科。

  1968年高德纳《计算机程序设计艺术》第一卷《基本算法》中，比较系统地阐述了数据的逻辑结构和存储结构及其操作，开创了数据结构的课程体系。同年，数据结构作为一门独立的课程，在计算机科学的学位课程中开始出现。 程序设计=数据结构+算法

1.4基本概念和术语

1.4.1数据

  数据是描述客观事物的符号，是计算机中可以操作的对象，是能被计算机识别，并输入给计算机处理的符号集合。数据不仅仅包括整型，实型等数值类型，还包括，字符及声音，图像，视频等非数值类型。

  我们这里说的数据，其实就是符号，而且这些符号必须就别两个前提：

可以输入到计算机中

能被计算机程序处理

1.4.2 数据元素

  数据元素：是组成数据的，有一定意义的基本单位，在计算机中通常作为整体处理，也被称为记录。

比如人类的数据元素就是人。

畜类的数据元素就是，牛，马，羊，鸡，猪，狗等。

1.4.3 数据项

  数据项：一个数据元素可以由若干个数据项做成。

  比如人这样的数据元素，可以有眼，耳，鼻，口，手，脚这些数据项，也可以由姓名，年龄，性别，出生地址，联系电话等数据项，具体哪些数据项，要视你做的系统来决定。

  数据项是数据不可分割的最小单位。在数据结构这门课程中，我们把数据项定义为最小单位，有助于我们更好的解决问题。真正讨论问题时，数据元素（记录）才是数据结构中建立数据模型的着眼点。就像我们讨论一部电影时，是讨论这部电影角色这样的“数据元素”，而不是针对这个角色的姓名或者年龄这样的“数据项”去研究分析。

1.4.4 数据对象

  数据对象：是性质相同的数据元素的集合，是数据的子集。   什么叫性质相同呢？是指数据元素具有相同数量和类型的数据项，比如人都有姓名，生日，性别等相同的数据项。

1.4.5 数据结构

  结构，简单的理解就是关系，比如分子结构，就是说组成分子的原子之间的排列方式。严格点说，结构是指各个组成部分相互搭配和排列的方式。在现实世界中，不同数据元素之间不是独立的，而是存在特定的关系，我们将这些关系称为结构。那数据结构是什么？

  数据结构：是相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合。

  在计算机中，数据元素并不是孤立、杂乱无序的，而是具有内在联系的数据集合。数据元素之间存在的一种或多种特定关系，也就是数据的组织形式。

  为编写出一个“好”的程序，必须分析待处理对象的特性及各处理对象之间存在的关系。这也就是研究数据结构的意义所在。

  定义中提到了一种或多种特定关系，具体是什么样的关系，这正是我们下面要讨论的问题。

1.5 逻辑结构与物理结构

  按照视点的不同，我们把数据结构分为逻辑结构和物理结构。

1.5.1 逻辑结构

  逻辑结构：是指数据对象中数据元素之间的相互关系。其实这也是我们今后需要关注的问题。逻辑结构分为以下四种：

1.集合结构

  集合结构：集合结构中的数据元素除了同属于一个集合外，它们之间没有其他关系。各个数据元素是“平等”的，它们的共同属性是“同属于一个集合”。数据结构中的集合关系就类似于数学中的集合。

2.线性结构

        线性结构：线性结构中的数据元素之间是一对一的关系

3.树形结构

        树形结构：树形结构中的数据元素之间存在一种一对多的层次关系

4.图形结构

        图形结构：图形结构的数据元素是多对多的关系。

        我们在用示意图表示数据的逻辑结构时，要注意两点：

        将每一个数据元素看做一个结点，用圆圈表示

        元素之间的逻辑关系用结点之间的连线表示，如果这个关系是有方向的，那么用带箭头的连线表示。

        从之前的例子也可以看出，逻辑结构是针对具体问题，是味蕾解决某个问题在堆问题理解的基础上，选择一个合适的数据结构表示数据元素之间的逻辑关系。

1.5.2 物理结构

        物理结构；是指数据的逻辑结构在计算机中的存储形式。

        很多书中也叫做存储结构，你要在理解上把他们当做一回事。

        数据是数据元素的集合，那么根据物理结构的定义，世界上也就是如何把数据元素存储到计算机的存储器中。存储器主要是针对内存而言的，像硬盘，软皮，光盘等外部存储器的数据组织通常用文件结构来描述。

        数据的存储结构赢正确反映数据元素之间的逻辑关系，这才是最为关键的，如何存储数据元素之间的逻辑关系，是实现物理结构的重点和难点。

        数据元素的存储结构形式有两种：顺序存储和链式存储。

1.顺序存储结构

        顺序存储结构：是把数据元素存放在地址连续的存储单元里，其数据间的逻辑关系和物理关系是一致的

2.链式存储结构

        数据项存储简单又规律，但总会有删除，添加的情况，整个结构时刻都处于变化中。显然，面对这样时常要变化的结构，顺序存储是不科学的。那怎么办呢？

        链式存储结构：是把数据元素存放在任意的存储单元里面，这组存储单元可以是连续的，也可以是不连续的。数据元素的存储关系并不能反映其逻辑关系，因此需要用一个指针存放数据元素的地址，这样通过地址就可以找到相关联数据元素的位置。

        显然链式存储就灵活很多，数据存在哪里不重要，只要有一个指针存放了响应的地址就能找到了。

        逻辑结构面向问题，物理结构面向计算机，基本的目标就是将数据及其逻辑关系存储到计算机的内存中。

1.6 抽象数据类型

1.6.1 数据类型

        数据类型：是指一组性质相同的值的集合及定义在此集合上的一些操作的总称。

        数据类型是按照值的不同进行划分的。在高级语言中，每个变量，常量和表达式都有各自的取值范围。类型就用来说明变量或表达式的取值范围和所能进行的操作。

        在计算机中，内存也不是无限大的，要计算一个如1+1=2,3+5=8这样的整型数字的加减乘除运算，显然不需要要开辟很大的适合小数深圳字符运算的内存空间。于是计算机的研究者们就考虑，要对数据进行分类，分出来多种数据类型。

        在C语言中，按照取值的不同，数据类型可以分为两类:

        原子类型：是不可以在分解的基本类型，包括整型，实型，字符型等。

        结构类型：由若干个类型组合而成，是可以再分解的。例如整型数组是有若干个整型数据组成的。

        比如，在C语言中变量声明int a,b, 这就意味着，在变量a和b赋值时不能超出int的取值范围，变量a和b之间的运算只能是int类型所允许的运算。

        抽象是指抽取出事物具有的普遍的性质。它是抽出问题的特征而忽略非本质的细节，是对具体事物的一个概括。抽象是一种思考问题的方式，它隐藏了繁杂的细节，值保留实现目标所必须的信息。

1.6.2 抽象数据类型

        抽象数据类型（Abstract Data Type,ADT）：是指一个数学模型及定义在该模型上的一组操作。

        抽象数据类型的定义仅取决于它的一组逻辑特性，而与其在计算机内部如何表示和实现无关。

        比如各个计算机，不管是大型机，小型机，PC，平板电脑，PDA，甚至是只能手机都有“整数”类型，也需要整数间的运算，那么整型其实就是一个抽象数据类型，尽管他在上面提到的这些在不同计算机中实现方法上可能不一样，但由于其定义的数学特性相同，在计算机编程者看来，它们都是相同的。因此“抽象”的意义在数据类型的数学抽象特性。

        抽象数据类型体现了程序设计中问题分解，抽象和信息隐藏的特性。

        抽象数据类型把实际生活中的问题分解为多个规模小且容易处理的问题，然后建立一个计算机能处理的数据模型，并把每个功能模块的实现细节作为一个独立的单元，从而使具体实现过程隐藏起来。

        为了在之后的讲解中对抽象数据类型进行规范的描述，我们给出了描述抽象数据类型的标准格式：

        ADT 抽象数据类型名称

        Data

            数据元素之间逻辑关系的定义

        Operation

            操作1

            初始条件

            操作结果描述

            操作2

            。。。

            操作n

            。。。

        endADT

1.7 总结回顾

        数据结构是相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合。

        同样的结构，从不同的角度来讨论，会有不同的分类

        逻辑结构     物理结构

        集合结构     顺序存储结构

        线性结构     链接存储结构

        树形结构

        图形结构

1.8 结尾语

        如果中途放弃了，之前所有的努力和付出都会变得没有价值。