Data Structures

● 基本概念

1 什么是数据结构

1.1 其他定义

  • 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。 ——Sartaj Sahni 《数据结构、算法与应用》
  • 数据结构是 ADT(Abstract Data Type,数据抽象类型)的物理实现。 ——Clifford A.Shaffer 《数据结构与算法分析》
  • 数据结构(data structure)是计算机中存储、组织数据的方式。通常情况下,精心选择的数据结构可以带来最优效率的算法。 ——中文维基百科

1.2 解决问题方法的效率

  • 跟数组的组织方式有关
  • 跟空间的利用效率有关
  • 跟算法的巧妙程度有关

1.3 最终定义

  • 数据对象在计算机中的组织方式
    • 逻辑结构
    • 物理存储结构
  • 数据对象必定与一系列加在其上的操作相关联
  • 完成这些操作所用的方法就是算法

1.4 抽象数据类型(Abstract Data Type)

  • 数据类型

    • 数据对象集
    • 数据集合相关联的操作集
  • 抽象:描述数据类型的方法不依赖于具体实现

    • 与存放数据的机器无关
    • 与数据存储的物理结构无关
    • 与实现操作的算法和编程语言均无关
  • 只描述数据对象集和相关操作集“是什么”,并不涉及“如何做到”的问题

2 什么是算法

2.1 定义

  • 一个有限指令集
  • ≥ 0 的输入
  • 0 的输出
  • 一定在有限步骤之后终止
  • 每一条指令必须
    • 有充分明确的目标,不可以有歧义
    • 计算机能处理范围内
    • 描述应不依赖于任何一种计算机语言以及具体的实现手段

2.2 描述算法的手段

  • 空间复杂度 S(n)

    根据算法写成的程序在执行时占用存储空间的长度

  • 时间复杂度 T(n)

    根据算法写成的程序在执行时耗费的时间的长度

2.3 评价

  • 在分析一般算法的效率时,常常关注
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