数据结构与算法简介

官方定义：

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。

数据结构中结构的概念：

数据结构中的结构，也就是我们研究的主体对象。数据结构中我们很少研究数据，因为数据在内存中的表现形式对于我们都是一样的，也就是二进制。传统上，我们把数据结构分为逻辑结构和物理结构。

逻辑结构：

指反映数据元素之间的逻辑关系的数据结构，其中的逻辑关系是指数据元素之间的前后关系，而与他们在计算机中的存储位置无关。逻辑结构分为以下四类：

1.集合结构

集合结构中的数据元素同属于一个集合，他们之间是并列的关系，除此之外没有其他关系。如下图，可以很好的表示集合结构中的元素之间的关系：



2.线性结构

线性结构中的元素存在一对一的相互关系。如下图，可以很好的表示线性结构中的元素之间的关系：



3.树形结构

树形结构中的元素存在一对多的相互关系。如下图，可以很好的表示树形结构中的元素之间的关系：



4.图形结构

图形结构中的元素存在多对多的相互关系。如下图，可以很好的表示图形结构中的元素之间的关系：



物理结构：

物理结构又叫存储结构，指数据的逻辑结构在计算机存储空间的存放形式。通俗的讲，物理结构研究的是数据在存储器中存放的形式。 存储器主要针对于内存而言，像硬盘、软盘、光盘等外部存储器的数据组织通常用文件结构来描述。

数据在内存中的存储结构，也就是物理结构，分为两种：顺序存储结构和链式存储结构。

顺序存储结构

顺序存储结构：是把数据元素存放在地址连续的存储单元里，其数据间的逻辑关系和物理关系是一致的。数组就是顺序存储结构的典型代表。其在内存中的存储形式类似于下图：



链式存储结构

链式存储结构：是把数据元素存放在内存中的任意存储单元里，也就是可以把数据存放在内存的各个位置。这些数据在内存中的地址可以是连续的，也可以是不连续的。

和顺序存储结构不同的是，链式存储结构的数据元素之间是通过指针来连接的，我们可以通使用指针来找到某个数据元素的位置，然后对这个数据元素进行一些操作。如下图，可以帮助我们理解链式存储结构：



算法的特性

算法具有五个基本特征：输入、输出、有穷性、确定性和可行性。

输入

一个算法具有零个或者多个输出。以刻画运算对象的初始情况，所谓0个输入是指算法本身定出了初始条件。后面一句话翻译过来就是，如果一个算法本身给出了初始条件，那么可以没有输出。比如，打印一句话：NSLog(@”你最牛逼！”);

输出

算法至少有一个输出。也就是说，算法一定要有输出。输出的形式可以是打印，也可以使返回一个值或者多个值等。也可以是显示某些提示。

有穷性

算法的执行步骤是有限的，算法的执行时间也是有限的。

确定性

算法的每个步骤都有确定的含义，不会出现二义性。

可行性

算法是可用的，也就是能够解决当前问题。

当然，回过头来一看，这五个特性都是废话，并且依稀记得大学老师都教过。所以，我们不用浪费脑力在这些不必要的概念上，因为大学早已离我远去，考试什么的跟我也没有一毛钱关系，只要知道这么回事就好。