第三话:关于数据结构的一些概念

了解什么是数据与其结构
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1. 数据

说到数据结构是什么,我们得先来谈谈什么叫数据。正所谓“巧妇难为无米之炊”,再强大的计算机,也是要有“米”下锅才可以干活的,否则就是一堆破铜烂铁。这个“米”就是数据。

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。

  • 举个例子吧。比如我们现在常用的搜索引擎,一般会有网页、MP3、图片、视频等分类。MP3 就是声音数据,图片当然是图像数据,视频就不用说了,而网页其实指的就是全部数据的搜索,包括最重要的数字和字符等文字数据。

也就是说,我们这里说的数据,其实就是符号,而且这些符号必须具备两个前提:

  • 可以输入到计算机中。
  • 能被计算机程序处理。

对于整型、实型等数值类型,可以进行数值计算。对于字符数据类型,就需要进行非数值的处理。而声音、图像、视频等其实是可以通过编码的手段变成字符数据来处理的。

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。

  • 举个例子吧。比如,在人类中,什么是数据元素呀?当然是人了。畜类呢?哈,牛、马、羊、鸡、猪、狗等动物当然就是禽类的数据元素。

3. 数据项

数据项:一个数据元素可以由若干个数据项组成。

  • 举个例子吧。比如人这样的数据元素,可以有眼、耳、鼻、嘴、手、脚这些数据项,也可以有姓名、年龄、性别、出生地址、联系电话等数据项,具体有哪些数据项,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,是有助于我们更好地解决问题。所以,记住了,数据项是数据的最小单位。但真正讨论问题时,数据元素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。

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,还是刚才的例子,人都有姓名、生曰、性别等相同的数据项。

既然数据对象是数据的子集,在实际应用中,处理的数据元素通常具有相同性质,在不产生混淆的情况下,我们都将数据对象简称为数据。

好了,有了这些概念的铺垫,我们的主角登场了。说了数据的定义,那么数据结构中的结构又是什么呢?

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。

延伸阅读

此文章所在专题列表如下:

  1. 第一话:你的数据结构怎么学的?
  2. 第二话:数据结构的历史与来由
  3. 第三话:关于数据结构的一些概念
  4. 第四话:数据的逻辑结构
  5. 第五话:数据的物理结构
  6. 第六话:关于数据类型
  7. 第七话:抽象数据类型ADT
  8. 第八话:补充数据结构基本概念的关系
  9. 第九话:数据结构与算法的关系
  10. 第10话:什么是算法?
  11. 第11话:算法的五个基本特征
  12. 第12话:什么样的算法才是好算法
  13. 第13话:算法的性能分析
  14. 第14话:如何计算算法的时间复杂度
  15. 第15话:算法的最坏情况与平均情况
  16. 第16话:算法的空间复杂度

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