⑴ 数据结构是什么,有什么用处
数据结构是计算机存储、组织数据的方式。数据结构是指相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合。通常情况下,精心选择的数据结构可以带来更高的运行或者存储效率的算法。数据结构往往同高效的检索算法和索引技术有关。
数据结构在计算机科学界至今没有标准的定义。个人根据各自的理解而有不同的表述方法:
Sartaj Sahni 在他的《数据结构、算法与应用》一书中称:“数据结构是数据对象,以及存在于该对象的实例和组成实例的数据元素之间的各种联系。这些联系可以通过定义相关的函数来给出。”他将数据对象(data object)定义为“一个数据对象是实例或值的集合”。
Clifford A.Shaffer 在《
数据结构与算法
分析》一书中的定义是:“数据结构是 ADT(抽象数据类型 Abstract Data Type) 的物理实现。”
Lobert L.Kruse 在《
数据结构与程序设计
》一书中,将一个数据结构的设计过程分成抽象层、数据结构层和实现层。其中,抽象层是指抽象数据类型层,它讨论数据的逻辑结构及其运算,数据结构层和实现层讨论一个数据结构的表示和在计算机内的存储细节以及运算的实现。
一般认为,一个数据结构是由数据元素依据某种逻辑联系组织起来的。
对数据元素间逻辑关系的描述称为数据的逻辑结构;数据必须在计算机内存储,数据的存储结构是数据结构的实现形式,是其在计算机内的表示;此外讨论一个数据结构必须同时讨论在该类数据上执行的运算才有意义。
在许多类型的程序的设计中,数据结构的选择是一个基本的设计考虑因素。许多大型系统的构造经验表明,系统实现的困难程度和系统构造的质量都严重的依赖于是否选择了最优的数据结构。许多时候,确定了数据结构后,算法就容易得到了。有些时候事情也会反过来,我们根据特定算法来选择数据结构与之适应。不论哪种情况,选择合适的数据结构都是非常重要的。
选择了数据结构,算法也随之确定,是数据而不是算法是系统构造的关键因素。这种洞见导致了许多种软件设计方法和程序设计语言
的出现,面向对象的程序设计语言就是其中之一。
在计算机科学中,数据结构是一门研究非数值计算的程序设计问题中计算机的操作对象(数据元素)以及它们之间的关系和运算等的学科,而且确保经过这些运算后所得到的新结构仍然是原来的结构类型。
⑵ 数据结构和算法有什么关系数据结构就是算法吗
首先你要弄清楚数据结构是什么?数据结构呢其实就是一种存储数据之间的逻辑结构:比如我们学过的线性结构:顺序表啦,链表啦;层次结构:树啦。合适的数据结构可以带来更高的运行效率和存储效率,与相应解决实际问题算法的适应性也就越高,这也就是为什么一些算法指定了数据存储必须以某种特定的数据结才行。一般都是根据合适的数据结构来设计算法,而不是根据算法来设计数据结构。
算法和数据结构往往是互不分开的。离开了算法,数据结构就显得毫无意义,而没有了数据结构算法就没有实现的条件。良好的数据结构思想就是一种高效的算法,但是数据结构不等于算法。只有当数据结构用于处理某个特定问题类型的时候,数据结构才会体现为算法。要想细致的了解,就要多看书,因为这东西毕竟发展了那么多年,一两句话是说不清楚的。想知道更多的数据结构与算法知识吗?可以去了解一下小码哥李明杰。
⑶ 数据结构和算法为什么这么重要
指解题方案的准确而完整的描述,是一系列解决问题的清晰指令,算法代表着用系统的方法描述解决问题的策略机制。
也就是说,能够对一定规范的输入,在有限时间内获得所要求的输出。
如果一个算法有缺陷,或不适合于某个问题,执行这个算法将不会解决这个问题。
⑷ 数据结构与算法在计算机领域或行业之中到底占据着什么样的重要地位
算法是程序的灵魂,架构是灵魂的躯体,最近对这两句话感触很深,但很多程序员甚至忽略算法存在,更不要说是架构层面的东西,有些程序员甚至有些疑问,做编程也有几年了碰到关于算法的东西实在是很少。
在学习算法之前首先要掌握数据结构,因为数据结构里面很多基础,像队列,栈,链表,二叉树这些都是算法基础,因为再复杂的算法也是基础的东西组合起来的,复杂的算法涉及到数学知识了,所以专业的算法工程师需要具备良好的数学底子。但数据结构更多是用在功能模块里面编程模型的设计上,有些程序员在设计模块功能的时候。
⑸ 数据结构的起源作用和意义
“数据结构”作为一门独立的课程在国外是从1968年才开始设立的。 1968年美国唐纳德·克努特(Donald Ervin Knuth)教授开创了数据结构的最初体系,所着的《计算机程序设计艺术》第一卷《基本算法》是第一本较系统地阐述数据的逻辑结构和存储结构及其操作的着作。
“数据结构”在计算机科学中是一门综合性的专业基础课,数据结构是介于数学、计算机硬件和计算机软件三者之间的一门核心课程。数据结构这一门课的内容不仅是一般程序设计(特别是非数值性程序设计)的基础,而且是设计和实现编译程序、操作系统、数据库系统及其他系统程序的重要基础。
一般认为,一个数据结构是由数据元素依据某种逻辑联系组织起来的。对数据元素间逻辑关系的描述称为数据的逻辑结构;数据必须在计算机内存储,数据的存储结构是数据结构的实现形式,是其在计算机内的表示;
此外讨论一个数据结构必须同时讨论在该类数据上执行的运算才有意义。一个逻辑数据结构可以有多种存储结构,且各种存储结构影响数据处理的效率。
在许多类型的程序的设计中,数据结构的选择是一个基本的设计考虑因素。许多大型系统的构造经验表明,系统实现的困难程度和系统构造的质量都严重的依赖于是否选择了最优的数据结构。许多时候,确定了数据结构后,算法就容易得到了。
有些时候事情也会反过来,我们根据特定算法来选择数据结构与之适应。不论哪种情况,选择合适的数据结构都是非常重要的。
选择了数据结构,算法也随之确定,是数据而不是算法是系统构造的关键因素。这种洞见导致了许多种软件设计方法和程序设计语言的出现,面向对象的程序设计语言就是其中之一。
(5)数据结构算法的意义扩展阅读
数据指对客观事件进行记录并可以鉴别的符号,是对客观事物的性质、状态以及相互关系等进行记载的物理符号或这些物理符号的组合。它是可识别的、抽象的符号。
它不仅指狭义上的数字,还可以是具有一定意义的文字、字母、数字符号的组合、图形、图像、视频、音频等,也是客观事物的属性、数量、位置及其相互关系的抽象表示。例如,“0、1、2...`”、“阴、雨、下降、气温”“学生的档案记录、货物的运输情况”等都是数据。数据经过加工后就成为信息。
在计算机科学中,数据是指所有能输入到计算机并被计算机程序处理的符号的介质的总称,是用于输入电子计算机进行处理,具有一定意义的数字、字母、符号和模拟量等的通称。现在计算机存储和处理的对象十分广泛,表示这些对象的数据也随之变得越来越复杂。
⑹ 学习算法和数据结构有什么用
本人乃一个数据痴迷者,在计算机的道路上,也是一个数据结构的痴迷者,现在大学里面和同学搞开发也痴迷于数据库,我就我个人的理解给你谈一谈: 首先,数据结构是一门计算机语言学的基础学科,它不属于任何一门语言,其体现的是几乎所有标准语言的算法的思想。 上面的概念有一些模糊,我们现在来具体说一说,相信你门的数据结构使用的是一门具体的语言比如C/C++语言来说明,那是为了辅助的学习数据结构,而数据结构本身不属于任何语言(相信你把书上的程序敲到电脑里面是不能通过的吧,其只是描述了过程,要调试程序,还需要修改和增加一些东西)。你们的书上开始应该在讲究数据的物理存储结构/逻辑存储结构等概念,说明数据结构首先就是“数据的结构”,在内存上的存储方式,就是物理的存储结构,在程序使用人员的思想上它是逻辑的,比如: 你们在C/C++中学习到链表,那么链表是什么一个概念,你们使用指针制向下一个结点的首地址,让他们串联起来,形成一个接一个的结点,就像显示生活中的火车一样。而这只是对于程序员的概念,但是在内存中存储的方式是怎样的那?对于你程序员来说这是“透明”的,其内部分配空间在那里,都是随机的,而内存中也没有一个又一根的线将他们串联起来,所以,这是一个物理与逻辑的概念,对于我们程序员只需要知道这些就可以了,而我们主要要研究的是“逻辑结构”。 我可以给你一个我自己总结的一个概念:所有的算法必须基于数据结构生存。也就是说,我们对于任何算法的编写,必须依赖一个已经存在的数据结构来对它进行操作,数据结构成为算法的操作对象,这也是为什么算法和数据结构两门分类不分家的概念,算法在没有数据结构的情况下,没有任何存在的意义;而数据结构没有算法就等于是一个尸体而没有灵魂。估计这个对于算法的初学者可能有点晕,我们在具体的说一些东西吧: 我们在数据结构中最简单的是什么:我个人把书籍中线性表更加细化一层(这里是为了便于理解在这样说的):单个元素,比如:int i;这个i就是一个数据结构,它是一个什么样的数据结构,就是一个类型为int的变量,我们可以对它进行加法/减法/乘法/除法/自加等等一系列操作,当然对于单个元素我们对它的数据结构和算法的研究没有什么意义,因为它本来就是原子的,某些具体运算上可能算法存在比较小的差异;而提升一个层次:就是我们的线性表(一般包含有:顺序表/链表)那么我们研究这样两种数据结构主要就是要研究它的什么东西那?一般我们主要研究他们以结构为单位(就是结点)的增加/删除/修改/检索(查询)四个操作(为什么有这样的操作,我在下面说到),我们一般把“增加/删除/修改”都把它称为更新,对于一个结点,若要进行更新一类的操作比如:删除,对于顺序表来说是使用下标访问方式,那么我们在删除了一个元素后需要将这个元素后的所有元素后的所有元素全部向前移动,这个时间是对于越长的顺序表,时间越长的,而对于链表,没有顺序的概念,其删除元素只需要将前一个结点的指针指向被删除点的下一个结点,将空间使用free()函数进行释放,还原给操作系统。当执行检索操作的时候,由于顺序表直接使用下标进行随机访问,而链表需要从头开始访问一一匹配才可以得到使用的元素,这个时间也是和链表的结点个数成正比的。所以我们每一种数据结构对于不同的算法会产生不同的效果,各自没有绝对的好,也没有绝对的不好,他们都有自己的应用价值和方式;这样我们就可以在实际的项目开发中,对于内部的算法时间和空间以及项目所能提供的硬件能力进行综合评估,以让自己的算法能够更加好。 (在这里只提到了基于数据结构的一个方面就是:速度,其实算法的要素还应该包括:稳定性、健壮性、正确性、有穷性、可理解性、有输入和输出等等) 为什么要以结点方式进行这些乱七八糟的操作那?首先明确一个概念就是:对于过程化程序设计语言所提供的都是一些基础第一信息,比如一些关键字/保留字/运算符/分界符。而我们需要用程序解决现实生活中的问题,比如我们要程序记录某公司人员的情况变化,那么人员这个数据类型,在程序设计语言中是没有的,那么我们需要对人员的内部信息定义(不可能完全,只是我们需要那些就定义那些),比如:年龄/性别/姓名/出生日期/民族/工作单位/职称/职务/工资状态等,那么就可以用一些C/C++语言描述了,如年龄我们就可以进行如下定义: int age;/*age变量,表示人员公司人员的年龄*/ 同理进行其他的定义,我们用结构体或类把他们封装成自定义数据类型或类的形式,这样用他们定义的就是一个人的对象的了,它内部包含了很多的模板数据了。 我就我个人的经历估计的代码量应该10000以内的(我个人的经理:只是建议,从你的第一行代码开始算,不论程序正确与否,不论那一门语言,作为一个标准程序员需要十万行的代码的功底(这个是我在大学二年级感觉有一定时候的大致数据,不一定适合其他人),而十万行代码功底一般需要四门基础远支撑,若老师没有教,可以自学一些语言)。
⑺ 学数据结构的意义
数据结构是计算机科学与技术专业、计算机信息管理与应用专业,电子商务等专业的基础课,是十分重要的核心课程。所有的计算机系统软件和应用软件都要用到各种类型的数据结构。因此,要想更好地运用计算机来解决实际问题,仅掌握几种计算机程序设计语言是难以应付当前众多复杂的课题。要想有效地使用计算机、充分发挥计算机的性能,还必须学习和掌握好数据结构的有关知识。打好“数据结构”这门课程的扎实基础,对于学习计算机专业的其他课程,如操作系统、数据库管理系统、软件工程、编译原理、人工智能、图视学等都是十分有益的。
⑻ 数据结构和算法为什么这么重要
算法都是从生活里得到的,生活里用的很自如,应用到程序里一样会很方便。
比如最简单的,中国有那么多省,每个省有那么多市,每个市有那么多区县之类的,看到一个小地方,怎么才能知道它在哪,很明显,去看它在哪个区,哪个市,哪个省。
这就是树的作用,从子节点通过父节点去确定它的位置。这个同样应用在文件管理,还有特殊的比如要求设计个数据库,能够体现部门,小组的包含关系,很简单,在小组里面加个父节点的字段就可以了。
再比如查字典,给了一个字,怎么才能查到它?通过读音,知道它的首字母,就很容易的去从首字母找到它。如果字典是乱的,就完全无从下手,这就是hash算法的东西,通过能够区分出来的特征,缩小查找范围,加快查找效率。
同样的很多,都是可以用到程序里的,很容易理解