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1、第一章數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)概述基本概念與術(shù)語1數(shù)據(jù)數(shù)據(jù):數(shù)據(jù)是對客觀事物的符號表示,在計(jì)算機(jī)科學(xué)中是指所有能輸入到計(jì)算機(jī)中并被計(jì)算機(jī)程序所處理的符號的總稱。2.數(shù)據(jù)元素?cái)?shù)據(jù)元素:數(shù)據(jù)元素是數(shù)據(jù)的基本單位,是數(shù)據(jù)這個(gè)集合中的個(gè)體,也稱之為元素,結(jié)點(diǎn),頂點(diǎn)記錄。(補(bǔ)充:一個(gè)數(shù)據(jù)元素可由若干個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)數(shù)據(jù)項(xiàng)組成。數(shù)據(jù)項(xiàng)是數(shù)據(jù)的不可分割的最小單位。)3數(shù)據(jù)對象:數(shù)據(jù)對象是具有相同性質(zhì)的數(shù)據(jù)元素的集合,是數(shù)據(jù)的一個(gè)子集。(有時(shí)候也叫做屬性。)4數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
2、:數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是相互之間存在一種或多種特定關(guān)系的數(shù)據(jù)元素的集合。(1)數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu):數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)是指數(shù)據(jù)元素之間存在的固有邏輯關(guān)系,常稱為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)是從數(shù)據(jù)元素之間存在的邏輯關(guān)系上描述數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)無關(guān),是獨(dú)立于計(jì)算機(jī)的。依據(jù)數(shù)據(jù)元素之間的關(guān)系,可以把數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)分成以下幾種:1.集合集合:數(shù)據(jù)中的數(shù)據(jù)元素之間除了“同屬于一個(gè)集合“的關(guān)系以外,沒有其他關(guān)系。2.線性結(jié)構(gòu)線性結(jié)構(gòu):結(jié)構(gòu)中的數(shù)據(jù)元素之間存在“一對一“的關(guān)系
3、。若結(jié)構(gòu)為非空集合,則除了第一個(gè)元素之外,和最后一個(gè)元素之外,其他每個(gè)元素都只有一個(gè)直接前驅(qū)和一個(gè)直接后繼。3.樹形結(jié)構(gòu)樹形結(jié)構(gòu):結(jié)構(gòu)中的數(shù)據(jù)元素之間存在“一對多“的關(guān)系。若數(shù)據(jù)為非空集,則除了第一個(gè)元素(根)之外,其它每個(gè)數(shù)據(jù)元素都只有一個(gè)直接前驅(qū),以及多個(gè)或零個(gè)直接后繼。4.圖狀結(jié)構(gòu)圖狀結(jié)構(gòu):結(jié)構(gòu)中的數(shù)據(jù)元素存在“多對多”的關(guān)系。若結(jié)構(gòu)為非空集,折每個(gè)數(shù)據(jù)可有多個(gè)(或零個(gè))直接后繼。(2)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu):數(shù)據(jù)元素及其關(guān)系在計(jì)算機(jī)內(nèi)的
4、表示稱為數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。想要計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù),就必須把數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)映射為數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。邏輯結(jié)構(gòu)可以映射為以下兩種存儲(chǔ)結(jié)構(gòu):1.順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu):把邏輯上相鄰的數(shù)據(jù)元素存儲(chǔ)在物理位置也相鄰的存儲(chǔ)單元中,借助元素在存儲(chǔ)器中的相對位置來表示數(shù)據(jù)之間的邏輯關(guān)系。2.鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu):借助指針表達(dá)數(shù)據(jù)元素之間的邏輯關(guān)系。不要求邏輯上相鄰的數(shù)據(jù)元素物理位置上也相鄰。5.時(shí)間復(fù)雜度分析時(shí)間復(fù)雜度分析:1.常量階:算法的時(shí)間復(fù)雜度與問
5、題規(guī)模n無關(guān)系無關(guān)系T(n)=O(1)2.線性階:算法的時(shí)間復(fù)雜度與問題規(guī)模n成線性關(guān)系成線性關(guān)系T(n)=O(n)3.平方階和立方階:一般為循環(huán)的嵌套循環(huán)的嵌套,循環(huán)體最后條件為i時(shí)間復(fù)雜度的大小比較:O(1)next=headnextheadnext=p輸出:printf(“%d”pdata)刪除:q=pnextpnext=qnextfree(q)結(jié)點(diǎn)遍歷:f(p=headpp=pnext)補(bǔ)充內(nèi)容:1、線性表中,第一個(gè)元素沒有直接
6、前驅(qū),最后一個(gè)元素沒有直接后驅(qū)。2、在一個(gè)單鏈表中,若p所指結(jié)點(diǎn)是q所指結(jié)點(diǎn)的前驅(qū)結(jié)點(diǎn),則刪除結(jié)點(diǎn)q的操作語句為Pnext=qnextfree(q)3、在長度為N的順序表中,插入一個(gè)新元素平均需要移動(dòng)表中N2個(gè)元素,刪除一個(gè)元素平均需要移動(dòng)(N1)2個(gè)元素。4、若線性表的主要操作是在最后一個(gè)元素之后插入一個(gè)元素或刪除最后一個(gè)元素,則采用順序表存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)最節(jié)省運(yùn)算時(shí)間。5、已知順序表中每個(gè)元素占用3個(gè)存儲(chǔ)單元,第13個(gè)元素的存儲(chǔ)地址為336
7、,則順序表的首地址為300。(第n個(gè)元素的地址即首地址(n1)每個(gè)元素的存儲(chǔ)空間,如a[12](第13個(gè)元素)的地址=a[0]123)6、設(shè)有一帶頭結(jié)點(diǎn)單鏈表L,請編寫該單鏈表的初始化,插入、輸出和刪除函數(shù)。(函數(shù)名自定義)結(jié)點(diǎn)定義:typedefintdatatype結(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)類型,假設(shè)為inttypedefstructnode結(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)datatypedatastructnodenext雙向鏈表還應(yīng)加上previousLnodepoin
8、ter結(jié)點(diǎn)類型結(jié)點(diǎn)指針類型typedefpointerlklist單鏈表類型,即頭指針類型1.初始化:lklistinitlist()pointerheadhead=newnode這是C做法head=(pointer)malloc(sizeof(Lnode))這是C語言做法headnext=NULL循環(huán)鏈表則是headnext=head雙向鏈表應(yīng)加上headprevios=NULLreturnhead2.插入:(C語言中需要把head轉(zhuǎn)
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