什么是數據結構？數據結構的基本概念和術語

眾所周知，計算機的基本功能大多基于對數據的操作，但當數據較多時，特別是在如今的數據時代，數據量越來越龐大，該如何組織這些數據，使之能被更高效地處理呢?例如，統(tǒng)計今年新入學的學生信息，包括姓名、年齡、學號、籍貫等，要想在這一大堆數據中高效地進行插入、刪除、查找、修改等操作，就要將這些數據合理地組織起來，例如將這些數據制作成表，如圖1-1所示，這種表就可以稱為一種數據結構。

圖1-1學生信息表

數據結構是計算機存儲、組織數據的方式，它是指相互之間存在一種或多種特定關系的數據元素的集合。在計算機中，數據元素并不是孤立的、雜亂無序的，而是按照一定的內在聯(lián)系存儲起來的，這種數據之間的內在聯(lián)系就是數據結構的組織形式。例如圖1-1中的數據以企種線性表的形式組織起來。除此之外，數據還可以以其他方式組織起來，如圖書館藏書數據可以組織為索引表的形式，火車站排隊買票可以組織為隊列的形式，家庭族譜可以組織為樹的形式，同學、朋友之間的關系可以組織為圖的形式等等。這些所謂的索引表、隊列、樹、圖都是一種數據結構。

在深入學習數據結構之前，先來學習其中的幾個基本概念和術語，學習這些概念術語對以后理解數據結構會有幫助。

1.數據

數據是指能直接輸入計算機中，被計算機處理的符號和被計算機操作的對象。數據不僅包括整型、實型等數值數據，也包括聲音、視頻、圖像等非數值數據?？偟膩碚f，數據就是計算機處理的符號。要注意，數據有兩個必備條件：能直接輸入計算機，能被計算機直接處理。隨著計算機的發(fā)展，數據的范圍也在不斷地擴大。

2.數據元素

數據元素是數據結構中基本的獨立單位，它也被叫作元素、結點、記錄等。如圖1-1中學生信息表的第一條記錄“001奧普男美國”即為表中的一個元素。在復雜的數據結構中，數據元素往往由若干個數據項組成，數據項是具有獨立含義的最小標識單位，也稱為字段或域。如“001奧普男美國”這個數據元素由001(學生編號)、奧普(姓名)、男(性別)、美國(國籍)4個數據項組成。

3.數據對象

數據對象是性質相同的數據元素的集合。所謂性質相同是指數據元素具有相同數量和類型的數據項。數據對象是數據的一個子集。如圖1-1的學生信息表就是一個數據對象，這個數據對象中的數據元素都是由“學號”“姓名”“性別”“國籍”4個相同的數據項組成的;班級中全部女生的信息也是一個數據對象，它是班級學生信息的一個子集。通常簡稱數據對象為數據，如圖1-1中的學生信息表可稱為一份數據。

數據結構以某種內在聯(lián)系將由數據項組成的數據元素組織成為一個數據對象，在學習數據結構時重在學習數據結構的組織形式以及相關運算。數據結構不但是計算機學科的理論基礎之一，也是軟件開發(fā)的必備基礎，因此，無論是從事計算機行業(yè)，還是希望在計算機方面繼續(xù)深造，都應該好好學習這門課。