技術標籤：資料結構

第一章 緒論

1.1 什麼是資料結構

Nicklaus教授提出：

程式=演算法＋資料結構

1.1.1 資料結構定義

資料元素data element：資料的基本單位，也稱結點（node）或記錄（record）

資料項data item:具有獨立含義的資料的最小單位，也稱域

資料物件：性質相同的有限個數據元素的集合，資料的一個子集

資料結構Data Structure：相互之間存在一種或者多種特定關係的資料元素的集合

定義2： 2+1（兩個層次和一個操作）

邏輯結構：4種

儲存結構（物理結構）：4種

操作（運算，行為）

1.1.2邏輯結構

劃分方法一

線性結構：線性表、棧、佇列、串

非線性結構：樹、圖

劃分方法二

集合：同一個集合，沒有其他關係

線性結構1：1

樹形結構 1：m

圖形結構n：m

反應資料元素之間的邏輯關係，獨立於計算機

前驅結點 後繼結點 開始結點 終端結點

1.1.3儲存結構

順序儲存結構（陣列）：邏輯結構到儲存結構的直接對映，連續

鏈式儲存結構（指標）：

• 一個邏輯元素用一個結點儲存
• 可以連續也可以不連續
• 通過指標域來反映資料元素的邏輯地址

索引儲存結構：建立索引表

雜湊儲存結構：根據關鍵字通過雜湊函式直接計算出值

1.1.4資料的運算

增刪改查–插入、刪除、修改、查詢、排序

1.1.5資料結構與資料型別

C語言中：

基本資料型別：char、int、float、double、void

構造資料型別：陣列、結構體、共用體、檔案

資料型別：一組性質相同的值的集合和定義再次幾何上的一組操作的總稱

**抽象資料型別ADT（Abstract Data Type）**也稱增廣資料型別：邏輯結構+抽象運算

包括：資料物件、資料關係和基本運算

特徵：資料抽象和資料封裝（類實現）

表示：（D、S、P）三元組

D–資料物件 S是D上的關係集 P是D中資料來源算的基本運算集

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1.2演算法和演算法分析

1.2.1定義：

有窮的指令集，這些指令為解決某一特定任務規定了一個運算序列。（描述集、指令集、序列集）

特徵5個

輸入性 有0個或多個輸入

輸出性 至少一個以上輸出

有窮性 執行有窮步後結束

確定性 每步定義都是確切、無歧義的

可行性（有效性）

演算法的評價（設計的目標）：

正確性

可讀性 易讀

健壯性 魯棒性

高效性（時間代價和空間代價）

1.2.2演算法效率的度量（評價演算法優劣標準）

時間複雜度（重要）

事前統計：

• 依據演算法選用何種策略
• 問題規模
• 程式語言
• 編譯程式產生機器程式碼質量
• 機器執行指令速度

事後統計：利用計算機內的計時功能（一般不用）

時間複雜度漸進表示法

大O法：T(n)=O(n) 隨問題規模n變大，演算法執行時間增長率和f(n)的增長率相同

語句頻度法：計算該語句重複次數

空間複雜度

三個組成部分

儲存演算法本身所佔用的空間

演算法的輸入/輸出資料佔用的空間

演算法在執行過程中臨時佔用的輔助空間

第一章總結

重點 1：基本術語：資料結構

重點 2：抽象資料型別

重點 3：演算法優劣的評價標準 （時間複雜度）

重點 4：資料結構的學習方法

補充：

1.3C++中描述演算法的相關內容（重要）

new運算子：為一個指標變數分配一片連續的空間

delete運算子：釋放new分配的空間

char *p;
p=new char[10];//動態分配10個連續的空間，並將該空間的首地址賦值給p
strcpy(p,"China");//將“China”存放到p指向的空間
cout<<*p<<endl;//輸出p的首地址字元‘C’
cout<<p<<endl;//輸出整個字元
delete[]p;

C++中的結構體型別

結構體：一組被稱為結構體成員或者資料域的資料項組成。

struct teacher	//教師結構體型別名為teacher
{	int no;
 	char name[8];
 	int age;
};
//定義一個結構體變數t
	teacher t；
//定義結構體變數並初始化
    teather t1={1，“王強”，35}；
//引用成員
    t1.no

C++中的共同體型別

共同體：不同的成員組織為一個整體，他們在記憶體中共享一段儲存單元

union tag{
	short int n;
	char[2];
};
//定義一個共同體變數u
union tag u;
//引用n成員
u.n;
//引用ch成員
u.ch[0];

C++中類的設計

類的定義格式和類物件的宣告

//類的宣告
class 類名
{
	private：
		私有資料成員和成員函式；
	protected：
		保護資料成員和成員函式；
	public：
		公有函式成員和成員函式；
}
//類的實現
各個成員函式的實現

建構函式

建構函式的名字與類名相同；一定具有public訪問許可權；沒有任何型別。不屬於返回值函式也不屬於void函式；類可以有多個建構函式，此時它們的引數各不相同

解構函式

物件是類的例項，類的變數；解構函式在類物件銷燬時自動執行；一定具有public訪問許可權；一個類只能有一個解構函式，且解構函式沒有引數；沒有任何型別；不屬於返回值函式也不屬於void函式

說明：資料結構中，通常用建構函式實現資料結構的初始化操作。解構函式用於實現資料結構的銷燬操作

成員函式的引數傳遞