文章目录
1.1 什么是数据结构
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例1图书馆的书目检索系统自动化问题
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例2 计算机和人对弈问题
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例3 多叉路口交通灯的管理问题
图1.4 数据结构的地位图
1.2 基本概念和术语
数据结构是计算机科学中研究数据组织、存储和管理的学科，它涉及到各种数据的表示、操作和处理。下面是一些基本概念和术语的定义，以及相应的举例解释：
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数据结构（Data Structure）：
定义：数据结构是指数据元素之间存在的一种或多种特定关系的集合。
举例：数组、链表、栈、队列等。 -
数据元素（Data Element）：
定义：数据结构中的基本单位，通常是具有意义的单个数据项。
举例：在一个整数数组中，每个整数就是一个数据元素。 -
数据项（Data Item）：
定义：数据元素中不可分割的最小单位，通常与实际问题中的某个属性或特征相关联。
举例：在一个学生信息记录中，姓名、年龄、性别等就是数据项。 -
数据类型（Data Type）：
定义：数据元素的集合以及定义在该集合上的一组操作的总称。
举例：整数、浮点数、字符、字符串等都是数据类型。 -
逻辑结构（Logical Structure）：
定义：数据元素之间的逻辑关系，不考虑其在计算机内部的存储表示和实现方式。
举例：线性结构（如数组、链表）、非线性结构（如树、图）等。 -
存储结构（Storage Structure）：
定义：数据在计算机内部的存储表示方式，通常包括数据元素的存储位置和关系。
举例：数组可以使用连续的内存空间来存储，而链表则是通过指针将各个节点连接起来的。 -
抽象数据类型（Abstract Data Type，ADT）：
定义：数据类型的数学模型及其定义在该模型上的一组操作。
举例：栈、队列、树等都可以通过ADT来描述其操作和性质，而具体的实现则可以采用不同的数据结构。
ADT 抽象数据类型名 {
数据对象: <数据对象的定义>,
数据关系: <数据关系的定义>,
基本操作: <基本操作的定义>
}
1.3 抽象数据类型的表示与实现
- 预定义常量类型
// 函数结果状态代码
#define TRUE 1 // 逻辑真
#define FALSE 0 // 逻辑假
#define OK 1 // 操作成功
#define ERROR 0 // 操作失败
#define INFEASIBLE -1 // 不可行操作
#define OVERFLOW -2 // 内存溢出
// Status 是函数的返回类型，其值是函数结果状态代码
typedef int Status;
- 数据结构的表示(存储结构)用类型定义(typedef)描述。数据元素类型约定为ElemType,由用户在使用该数据类型时自行定义。
- 基本操作的算法都用以下形式的函数描述:
函数类型 函数名(函数参数表)(
// 算法说明
语句序列
} // 函数名
//举例：
#define OK 1
#define ERROR 0
typedef int Status;
// 初始化三元组
Status InitTriplet(int** T, int v1, int v2, int v3) {
// 算法说明: 分配内存并初始化三元组，使其包含三个元素，分别为v1, v2, v3
*T = (int*)malloc(3 * sizeof(int));
if (*T == NULL) {
return ERROR; // 内存分配失败
}
(*T)[0] = v1;
(*T)[1] = v2;
(*T)[2] = v3;
return OK;
} // InitTriplet
- 赋值语句
1. 简单赋值
变量名 = 表达式;
示例: int a = 5;
2. 串联赋值
变量名1 = 变量名2 = … = 变量名k = 表达式;
示例:
int a, b, c;
a = b = c = 10;
3. 成组赋值
(变量名1, 变量名2, ..., 变量名k) = (表达式1, 表达式2, ..., 表达式k);
示例:
int a, b, c;
(a, b, c) = (1, 2, 3); // C语言不支持此语法，这是一个假设的示例
4. 结构赋值
结构名 = 结构名;
结构名 = (值1, ..., 值k);
示例:
struct Point {
<