數據結構是什么

今天就跟大家聊聊有關數據結構是什么，可能很多人都不太了解，為了讓大家更加了解，小編給大家總結了以下內容，希望大家根據這篇文章可以有所收獲。

一、什么是數據結構

1、數據結構的定義

數據：從計算機的角度來看，數據是所有能被輸入到計算機中且能被計算機處理的符號的集合。它是計算機操作的對象的總稱，也是計算機處理信息的某種特定的符號表示形式（二進制碼的抽象表示？）。

數據元素：數據元素是數據中的一個個體，是數據的基本單位，在計算機中通常作為一個整體來進行考慮和處理。

數據項：一個數據元素可以由多個數據項組成。數據項是具有獨立含義的數據最小單位。

數據、數據元素、數據項這三個的關系類似表、元組、屬性之間的關系，不過表、元組、屬性之間具有確定的關系，而數據、數據元素、數據項之間只有層次關系而沒有具體的關系。

數據結構：數據結構是指數據以及數據相互之間的聯系，可以看成是相互之間具有某種特定關系的數據元素的集合，因此，可以把數據結構看成是帶結構的數據元素的集合。

數據結構包含以下幾個方面：

數據元素之間的邏輯關系，即數據的邏輯結構。

數據元素及其關系在計算機存儲器中的存儲方式，即數據的存儲結構，也稱為數據的物理結構。

施加在該數據上的操作，即數據的運算。

所以數據結構由三個部分組成：邏輯結構、物理結構、運算。

數據的邏輯結構是從邏輯關系上描述數據（主要是相鄰關系，比如棧、隊列、鏈表等），它與數據的存儲無關，是獨立于計算機的。因此，數據結構可以看作從具體問題中抽象出來的數學模型。

數據的存儲結構是邏輯結構用計算機語言的實現（邏輯結構在計算機存儲中的映像），它是依賴于計算機語言的。

數據的運算是定義在數據的邏輯結構上的，每種邏輯結構都有一組相應的運算。最常用的運算有：檢索（查找）、插入、刪除、更新、排序等。

對于一種數據結構，其邏輯結構總是唯一的，但它可以對應多種存儲結構，并且在不同的存儲結構中，同一運算的實現過程可能不同。

2、邏輯結構類型

在不產生混淆的情況下，通常將邏輯結構簡稱為數據結構。

數據的邏輯結構主要有以下幾類：

集合：集合中的元素相互獨立，除了同屬于一個集合之外，別無其他關系。（集合中的元素不能重復）

線性結構：線性結構中的節點具有一對一的關系，其特點是開始節點和終端節點都是唯一的，除開始節點和終端節點之外，其余節點有且僅有一個前驅，有且僅有一個后繼。

樹形結構：樹形結構中的節點具有一對多的關系，其特點是每個節點最多只有一個前驅，但可以有多個后繼，可以有多個終端節點。

圖形結構：圖形結構中的節點具有多對多的關系，其特點是每個節點的前驅和后繼的數量都可以是任意的。

3、存儲結構類型

順序存儲方法：把邏輯上相鄰的節點存儲在物理上相鄰的存儲單元里，節點之間的邏輯關系由存儲單元的鄰接關系來體現。

優點：節省存儲空間，可以實現節點的隨機存?。總€節點對應一個序號，由該序號可直接確定節點的存儲地址）

缺點：不便于修改（在對節點進行插入、刪除的操作時，可能要移動一系列的節點）。

鏈式存儲方法：該方法不需要邏輯上相鄰的節點在物理位置上也相鄰，節點之間的邏輯關系由附加的指針字段表示。

優點：便于修改（在進行插入、刪除操作時，只需要修改對應節點的指針域，不必移動節點）。

缺點：存儲空間利用率較低（有一部分空間用來存儲節點之間的邏輯關系了），不能進行隨機存?。ㄒ驗檫壿嬌舷噜彽墓濣c在物理位置上不一定相鄰）。

索引存儲方法：該方法通常在存儲節點信息的同時，還建立附加的索引表。索引表中的每一項稱為索引項，索引項的一般形式是：（關鍵字，地址），其中關鍵字唯一標識一個節點，地址則是指向該節點的指針。

優點：支持隨機訪問（因為索引表是順序存儲的，類似于 C語言中的指針數組），具有較高的數據修改運算效率。

缺點：索引存儲的方法增加了索引表，降低了存儲空間的利用率。

哈希（或散列）存儲方法：該方法根據節點的關鍵字通過哈希（或散列）函數直接計算出一個值，并將這個值作為該節點的存儲地址。

優點：哈希存儲方法的優點就是查找數據快，只要給出要查找節點的關鍵字，就可以立即計算出對應節點的存儲地址。

缺點：哈希存儲方法只存儲節點的數據，不存儲節點之間的邏輯關系。所以哈希存儲方法一般只適合要求能夠快速查找和插入的場合。

上面基本的存儲方法，既可以單獨使用，也可以組合起來使用。同一種邏輯結構采用不同的存儲方法，可以得到不同的存儲結構。選擇何種存儲結構，主要根據運算方便和算法的時空要求來決定。

看完上述內容，你們對數據結構是什么有進一步的了解嗎？如果還想了解更多知識或者相關內容，請關注億速云行業資訊頻道，感謝大家的支持。