《认识结构》课件.pptVIP

*****************课程介绍课程目标学习数据结构的基本概念和理论掌握常用数据结构的实现方法培养学生分析问题和解决问题的能力课程内容线性结构：数组、链表、栈、队列树形结构：二叉树、树、图结构的性质、表示、遍历什么是结构结构是数据组织、存储和访问的方式。数据结构是一种数据元素之间的相互关系，它描述了数据的逻辑结构。例如，一本书的章节结构是线性的，而网页的结构是树形的。结构的分类11.线性结构数据元素之间存在一对一关系，可以按照顺序访问。22.非线性结构数据元素之间存在一对多或多对多关系，例如树形结构和图结构。33.混合结构结合了线性结构和非线性结构的特性，例如树形结构可以看作是线性结构和非线性结构的结合。线性结构线性结构是最简单、最基本的数据结构之一。线性结构中的元素按照一定的顺序排列，每个元素都有一个唯一的前驱和后继（除了第一个和最后一个元素）。线性结构可以用数组或链表来实现，不同的实现方式会影响其性能和空间占用。树形结构层级关系树形结构表示数据之间分层和从属关系。非线性结构树形结构是一种非线性结构，节点之间没有前后顺序。广泛应用树形结构广泛用于文件系统、目录结构、数据库等领域。图形结构网络结构节点和边表示现实世界中的各种关系例如社交网络、交通网络地图结构节点和边表示地理位置例如城市、道路、距离家族关系结构节点和边表示家庭成员关系例如父母、子女、兄弟姐妹结构的性质逻辑性结构定义了元素之间的逻辑关系，例如包含、顺序、层次等，使数据组织清晰且可理解。抽象性结构是一种抽象的模型，不依赖于具体的实现细节，可以用不同的数据结构来实现同一逻辑结构。动态性结构允许动态地添加、删除、修改元素，以适应不断变化的数据需求。共享性结构可以被多个模块共享，提高程序代码的可复用性。结构的表示1图形表示图形表示法使用图形来直观地展示结构关系。例如，树状结构可以用树形图表示，线性结构可以用线段表示。2文字表示文字表示法使用文本描述结构关系。例如，可以采用树形结构的括号表示法，或使用线性结构的列表表示法。3数学表示数学表示法使用数学符号和公式来表达结构关系。例如，可以用集合论的符号来描述结构元素之间的关系。结构的遍历结构的遍历是指按照某种顺序访问数据结构中的所有节点的过程。遍历是数据结构中最基础的操作之一，它是很多其他操作的基础。1深度优先遍历先访问根节点，再依次访问其子节点2广度优先遍历先访问同一层级节点，再依次访问下一层级节点3前序遍历先访问根节点，再递归访问左子树，最后递归访问右子树4中序遍历先递归访问左子树，再访问根节点，最后递归访问右子树5后序遍历先递归访问左子树，再递归访问右子树，最后访问根节点线性表的定义有序的元素序列线性表是一个由零个或多个数据元素组成的有限序列，元素之间有顺序关系。逻辑地址每个数据元素都拥有一个唯一的逻辑地址，用于区分不同的元素。相同类型线性表中的所有数据元素都具有相同的类型，比如整型、浮点型或字符型。线性表的特点有序性线性表中的元素按其逻辑顺序排列。每个元素都有一个唯一的前驱和后继（除了第一个和最后一个元素）。有限性线性表中的元素个数是有限的。可以是空表，即没有任何元素。线性表的基本操作1插入将一个新元素插入到线性表中指定位置。2删除从线性表中删除指定位置的元素。3查找在线性表中查找指定元素。4修改修改线性表中指定位置的元素。线性表的基本操作包括插入、删除、查找和修改，这些操作是线性表数据结构的常用功能。这些操作的设计和实现必须满足数据结构的定义和要求。线性表的实现顺序存储顺序存储结构是指用一组连续的内存单元存放线性表中的数据元素。每个数据元素占用一个内存单元，数据元素在内存中按逻辑顺序存放。链式存储链式存储结构是指用一组任意的内存单元存放线性表中的数据元素。每个数据元素占用一个内存单元，数据元素在内存中不一定要按逻辑顺序存放，而是通过指针来链接。选择合适的存储结构顺序存储结构适合存储数据元素数量固定且不需要频繁插入或删除元素的线性表；链式存储结构适合存储数据元素数量不固定且需要频繁插入或删除元素的线性表。顺序存储结构连续存储将线性表中的所有元素存储在一段连续的内存空间中。地址映射每个元素的地址可以由起始地址和元素在表中的位置计算得出。随机访问可以通过索引直接访问任意元素，支持随机访问。链式存储结构节点结构每个节点包含数据域和指针域。动态分配节点在需要时动态分配内存，无需预先确定大小。指针连接节点通过指针域相互连接，形