java数据结构基础:绪论

目录

• 基本概念和术语
• 数据
• 数据元素
• 数据项
• 数据对象
• 结构
• 数据结构
• 逻辑结构与物理结构
• 逻辑结构
• 物理结构
• 抽象数据类型
• 总结

基本概念和术语

要想知道数据结构是什么，我们首先得去知道，数据和结构是什么；

数据结构=数据+结构

也就是说，我们先去研究数据，再去把这些数据组成一定得样子（结构），自然而然的成了数据结构

数据

数据：是描述客观事物的符号，是计算机中可以操作的对象，是能被计算机识别并输入给计算机处理的符号集合

这样说可能还是有人觉得头痛，说直白点，空气粒子组成了空气，一个个的人组成了一群人，这样就懂了吧。
以后见了面你就可以跟别人说，你是一个数据，看人家会不会揍你

但是，你理解可以去这么理解，用的话不能这么去用，我们这儿说的数据，是一个抽象性的概念，其实也就是符号，比如，你的for循环。所以这些符号必须满足两个条件：

• 可以输入到计算机中
• 能被计算机程序处理

数据元素

数据元素：是组成数据的，有一定意义的基本单位，在计算机中通常作为整体处理。也被称之为记录

比如，在人类中，人就是数据元素，在动物中，鸡鸭鱼这些就是数据元素；

数据项

数据项：一个数据元素可以由瑞刚额数据项组成；数据项是不可分割的最小单位

举个例子：组成人这样的数据元素就是由耳朵，鼻子，眼睛这样的数据项组成

我们在真正讨论问题的时候，主要还是数据元素，而不是去讨论数据项。你看个电影不可能一直去研究别人演员撒。

数据对象

数据对象：是性质相同的数据元素的集合，是数据的子集

人都有生日吧，都有年龄吧，都有姓名吧，这就是他们的性质。

为什么又说是性质相同的数据元素的集合呢？你在定义一个类的时候，你会去根据某一个人去定义吗？不会吧，你肯定是根据总体的特征去定义，比如：

class Person(){
	private String name;
	private String addr;
	private int age;
}

你肯定是这样去定义，而不是：

class Zhangsan(){
	private int money;
	private int age;
}

懂了吧。

结构

简单理解就是关系。比如分子结构，就是说组成分子的原子之间的排列方式。

在现实世界中，所有的数据元素都不是独立的，二十有特定的关系连接在一起的，我们就将这些关系称之为结构

比如你和你的亲戚，一方有难，八方支援的道理总得知道。

数据结构

是相互之间存在一种或多种特地给关系的数据元素的集合

这下你看完了前面的，就知道了数据结构是啥了吧。

所以，要想编写出一个好的程序，必须分待处理对象的特性以及个处理对象之间存在的关系。这也就是我们为什么要学习数据结构的意义。

我们提到了很多次的关系，到底是什么样的关系，我们往下看看？

逻辑结构与物理结构

按照我们看待的方式不同，分为逻辑结构和物理结构

逻辑结构

逻辑结构：是指数据对象中数据元素之间的相互关系

这其实也是我们最需要关注的东西；逻辑结构又分以下四种：

集合结构

集合结构中的数据元素除了同属于一个集合外，他们之间没有任何关系。各个数据元素是平等的，他们的共同属性就是同属于一个集合。
就比如说，你和你的大学同学都处于同一个教室，但是你和他们并不是很熟
在数据结构中，集合就很类似于数学当中的集合，长这样：

线性结构

这个很好理解，就是一对一的关系，就类似于排成一条线。长这样儿：

树形结构

数据元素就像一棵树一样摆放，就注定了，数据元素是一对多的形式

图形结构

元素与元素之间用线连接，如果是指向某元素，就用方向箭头连接。同处于一个集合内，摆放顺序是杂乱无章的

所以我们也不难看出，逻辑结构是针对具体问题，为了解决问题。所以，在这个基础上，我们必须选择一个合适的数据结构。

物理结构

我们上面聊完了逻辑结构，也清楚了大致的属性是什么。我们再来看看另一个-------物理结构

物理结构好像在其他的书里面也叫做是存储结构，但是都差不多，意思都是相近的。

物理结构：是指数据的逻辑结构在计算机中的存储形式

我们前面知道，数据是数据元素的集合，那么根据物理结构的定义，实际上就是怎么把数据元素存储在计算机的存储器中存储器主要是针对内存而言的，比如说硬盘，光盘之类的。

数据的存储结构应正确的反应出数据元素之间的逻辑关系，这才是最关键的。具体怎么去存储数据元素之间的逻辑关系才是物理结构的重难点。

数据元素存储形式有两种：顺序存储和链式存储

顺序存储

把数据元素存放在地址连续的存储单元里，其数据的逻辑关系和物理关系是一致的。

就好比说，你去食堂吃饭，挨个排队，谁也别插队。
在我们当初学计算机的时候，当你想创建一个数组，那么计算机就会根据你指定的长度开辟出一个空间，挨个存储

链式存储结构

如果世间万物都是这样的有顺序那么就好了。但是呢，怎么可能；
在实际上，总是会有人插队，也总是会有人不排了，突然就走了。如果我们还是用顺序存储，无疑是浪费空间的。所以我们就选择了链式存储。
链式存储结构：把数据元素存放在任意的存储单元里，可以是连续的，也可以是不连续的
这样的话，数据的存储关系并不能反映出逻辑关系，因为都是杂乱无章的。所以，我们就需要一个索引去指向他，就类似于指针的作用。每个元素都会有自己的地址：

逻辑结构是面向数据的，物理结构是面向计算机的。所以他的基本目标就是将数据存储在计算机中。

抽象数据类型

我们在看抽象数据类型的时候，先来看看数据类型是什么：

数据类型：是指一组性质相同的值的集合及定义在此集合上的一些操作的总称
在Java中，有int string boolean等

当初设计计算机语言的人为什么要设计数据类型呢？

比如说，大家都需要买房子。自然而然，有人想买大房子，有人想买小房子，还有的人买不起房子（比如我）

于是呢，就出来了各式各样的房子，比如别墅，小户型等等。

同样的道理，计算机也不是无穷大的，比如你只想计算1+1这样的简单加减法，就不需要那么大的内存空间。所以啊，计算机的研究者们就考虑，细分出具体的数据类型出来。

再者，因为计算机有不同的操作系统，我们不可能为每一种计算机都编写一套计算机语言。我们就可以把这些共同的属性给抽取出来，作为一种抽象体。

抽象是指抽取出事物具有的普遍性的性质

抽象是一种思维，而不是一种具体的形式。

抽象数据类型：是指一个数学模型及定义在该模型上的一组操作。
抽象的数据仍然是定义的逻辑关系，而与事物的本身无关。

事实上，抽象数据类型体现了程序设计中问题分解，抽象和信息隐藏的特性。

抽象数据类型把实际生活中的问题分解为多个规模小且容易处理的问题，然后建立一个计算机能处理的数据模型。并把每个功能模块的实现细节作为一个独立的单元，从而使具体实现过程隐藏起来。

比如Java中，你会先去定义一个模型层，用来泛指某一类模型。

总结

所以，数据结构就是相互存在一种或者多种特定关系的数据元素的集合。。同样是结构，却有不同的表现形式。

逻辑结构

• 集合结构
• 线性结构
• 树形结构
• 图形结构

物理结构

• 顺序存储结构
• 链式存储结构

这些都只是概念性的东西，真正写代码的时候，也是我们需要考虑进去的。

如果对你有帮助，请一键三连。不胜感激。

个人一点小总结，拉不上台面，希望大佬们留下宝贵的意见，我会加以改进。

本篇文章就到这里了，希望能给你带来帮助，也希望能够您能够关注我们的更多内容！