判断带头结点的循环双向链表.PPT

第2章 线性数据结构 2.1 基本概念 2.1.1 数据和数据结构 2.1.2 算法的描述和评价 2.2 线性表 2.2.1 线性表的定义及操作 2.2.2 线性表的 顺序存储结构 2.2.3 线性表的链式存储结构 2.2.4 循环链表和双向链表 2.3 栈和队列 2.3.1 栈 2.3.2 队列 2.4 串和数组 2.4.1 串 2.4.2 数组 习题 2.1 基 本 概 念 2.1.1 数据和数据结构 现代数字计算机原是作为能快速地进行复杂、耗时计算的工具而发明的。随着计算机的发展，在计算机的绝大多数应用中，能够存取、处理大量信息的能力却被认为是计算机的首要特征，而它的计算能力在许多情况下已经几乎被人们忽略了。有位美国学者曾批评说：“计算机”这个词只告诉我们以前能做的事，却未道出它的潜能。有鉴于此，人们常常把计算机称作数据处理机。 什么是数据？数据就是是信息的载体,它可以用计算机表示并加工。可以看出，数据这个概念本身是随着计算机的发展而不断扩展的概念。在计算机发展的初期，由于计算机主要用于数值计算，数据指的就是数值。计算机硬件和软件技术的不断发展，扩大了计算机的应用领域，诸如字符、文字、表格、图形、图像、声音等也属于数据的范畴。 数据元素是数据集合中的一个个体，它是数据的基本单位。例如：全部学生的学籍登记卡组成学生的学籍数据，每个学生的学籍登记卡就是学籍数据的一个数据元素。 数据元素可以是一个数或字符串，也可以由若干数据项组成(数据的最小单位)。在这种情况下，通常把数据元素称为记录。如表2-1所示的学生学籍登记表，在这个表中每一个学生的学籍登记卡作为一个数据元素，每一个元素由学号、姓名、性别、民族、籍贯、专业六个数据项组成。 什么是数据结构？在任何问题中，构成数据的数据元素并不是孤立存在的，它们之间存在着一定的关系以表达不同的事物及事物之间的联系。所以简单地说，数据结构就是研究数据及数据元素之间关系的一门学科。它不仅是一般程序设计的基础，而且是设计和实现编译程序、操作系统、数据库系统及其它系统程序和大型应用程序的重要基础。它包括三个方面的内容： ● 数据的逻辑结构。 ● 数据的存储结构。 ● 数据的运算。 1. 数据的逻辑结构 ? 数据的逻辑结构就是数据元素之间的逻辑关系。可以用一个二元组，给出其形式定义为 Data?Structure =(D，R) 其中，D是组成数据的数据元素的有限集合，R是数据元素之间的关系集合。 根据数据元素之间关系的不同特性，数据结构又可分为两大类：线性数据结构和非线性数据结构。按照这种划分原则，本书介绍的所有数据结构如图2-1所示。 2．数据的存储结构 数据的逻辑结构是从逻辑上来描述数据元素之间的关系的，是独立于计算机的。然而讨论数据结构的目的是为了在计算机中实现对它的处理。因此还需要研究数据元素和数据元素之间的关系如何在计算机中表示，这就是数据的存储结构。 计算机的存储器是由很多存储单元组成的，每个存储单元有惟一的地址。数据的存储结构要讨论的就是数据结构在计算机存储器上的存储映像方法。 实现数据的逻辑结构到计算机存储器的映像有多种不同的方式。一般来说，数据在存储器中的存储有四种基本的映像方法。 (1) 顺序存储结构。这种存储方式主要用于线性数据结构，就是把数据元素按某种顺序放在一块连续的存储单元中。其特点是逻辑上相邻的数据元素存储在物理上相邻的存储单元中，元素之间的关系由存储单元的邻接关系来体现。 某些非线性数据结构也可以采用顺序方式存储，例如完全二叉树、多维数组等，具体方法将在后面介绍。 (2) 链式存储结构。链式存储结构可以把逻辑上相邻的两个元素存放在物理上不相邻的存储单元中。即可用一组任意的存储单元来存储数据元素，这些存储单元可以是连续的，也可以是不连续的。另外对于非线性数据结构，还可以在线性编址的计算机存储器中表示结点之间的非线性关系。 链式存储结构的特点就是将存放每个数据元素的结点分为两部分：一部分存放数据元素(称为数据域)：另一部分存放指示存储地址的指针(