第二话：数据结构的历史与来由

一些数据结构的历史

有句话是这么说的，程序 = 数据 + 算法。这里的数据，是数据结构吗？

不完全对噢。记得Pascal之父、结构化程序设计的先驱Niklaus Wirth最著名的一本书，书名叫作《算法+数据结构=程序》，所以我觉得这里的数据应该是数据结构才对。

算法与数据结构之于程序设计的重要性不言自明。那么，什么是算法？什么是数据结构？什么又是程序呢？

我们先从阐明大家最为熟悉的“程序”的概念入手。程序是计算机指令的某种组合，控制计算机的工作流程，完成一定的逻辑功能，以实现某种任务；

再来看什么是算法，算法是程序的逻辑抽象，是解决某类客观问题的数学过程；

最后我们来看一看数据结构又是什么呢？在这里，数据结构具有两个层面上的涵义--逻辑结构和物理结构：客观事物自身所具有的结构特点，我们将其称之为逻辑结构。如家族谱系是一个天然的树型逻辑结构。而逻辑结构在计算机中的具体实现则称之为物理结构。如树型逻辑结构是用指针表示还是使用数组实现。 

仔细体会一下，就会发现算法与数据结构间的紧密性。用一个较为贴切的例子来形容，若把数据结构喻为建筑工程中的建筑设计图，那么算法就是工程中的施工流程图。数据结构与算法呈相互依托的关系，恰当的确立了问题的结构，问题的解决才能根据确立的层次结构选择合适的解决方法。因此任何讲解数据结构的书都不可能撇开算法，单单介绍数据结构，反之亦然。

那就是说，程序设计的实质是对确定的问题选择一种好的结构，加上设计一种好的算法。

是的。早期人们都把计算机理解为数值计算工具，就是感觉计算机当然是用来计算的，所以计算机解决问题，应该是先从具体问题中抽象出一个适当的数据模型，设计出一个解此数据模型的算法，然后再编写程序，得到一个实际的软件。

可现实中，我们更多的不是解决数值计算的问题，而是需要一些更科学有效的手段（比如表、树和图等数据结构）的帮助，才能更好地处理问题。所以数据结构是一门研究非数值计算的程序设计问题中的操作对象，以及它们之间的关系和操作等相关问题的学科。

1968年，美国的高德纳(DonaU E. Knuth)教授在其所写的《计算机程序设计艺术》第一卷《基本算法》中，较系统地阐述了数据的逻辑结构和存储结构及其操作， 开创了数据结构的课程体系。同年，数据结构作为一门独立的课程，在计算机科学的学位课程中开始出现。也就是说，那之后计算机相关专业的学生开始接受《数据结构》的“折磨”其实应该是享受才对。

之后，70年代初，出现了大型程序，软件也开始相对独立，结构程序设计成为程序设计方法学的主要内容，人们越来越重视“数据结构”。

延伸阅读

此文章所在专题列表如下：

第一话：你的数据结构怎么学的？

第二话：数据结构的历史与来由

第三话：关于数据结构的一些概念

第四话：数据的逻辑结构

第五话：数据的物理结构

第六话：关于数据类型

第七话：抽象数据类型ADT

第八话：补充数据结构基本概念的关系

第九话：数据结构与算法的关系

第10话：什么是算法？

第11话：算法的五个基本特征

第12话：什么样的算法才是好算法

第13话：算法的性能分析

第14话：如何计算算法的时间复杂度

第15话：算法的最坏情况与平均情况

第16话：算法的空间复杂度