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《数据结构教程》第一章绪论数据结构教程第一章绪论数据结构是计算机科学中的重要概念之一，它是计算机程序设计的基础。
本教程的第一章将介绍数据结构的基本概念和作用。
一、什么是数据结构？在计算机科学中，数据结构用于存储和组织数据，以便在计算机程序中进行高效的操作。
数据结构可以分为两种基本类型：线性数据结构和非线性数据结构。
1.1 线性数据结构线性数据结构是最简单的数据结构之一，它将数据元素按照线性顺序组织，可以使用一对一的关系连接数据元素。
常见的线性数据结构有数组、链表和栈。
1.2 非线性数据结构非线性数据结构是指数据元素之间存在多对多的关系，不是简单的一对一关系。
常见的非线性数据结构有树和图。
二、数据结构的作用数据结构的设计和选择对于程序的效率和性能具有重要影响。
合理选择数据结构可以提高算法的执行速度，降低计算机资源的占用。
2.1 提高数据的存储效率通过选择适当的数据结构可以减少内存的占用，提高数据的存储效率。
例如，链表数据结构可以动态地分配内存空间，减少内存的浪费。
2.2 提高数据的访问效率不同的数据结构在数据的访问效率上有所差异。
例如，对于需要频繁插入和删除操作的场景，链表数据结构比数组数据结构更加高效。
2.3 优化算法的执行速度数据结构和算法是相辅相成的，通过选择合适的数据结构可以优化算法的执行速度。
例如，在查找操作中使用二叉搜索树可以降低时间复杂度。
三、数据结构的分类根据数据结构的存储方式和操作特性，可以将数据结构分为线性数据结构和非线性数据结构。
3.1 线性数据结构线性数据结构是最常用的数据结构之一，它将数据元素按照线性顺序排列，每个元素有一个直接前驱和直接后继。
常见的线性数据结构有数组、链表和栈。
3.1.1 数组数组是一种最简单的数据结构，它将数据元素存储在连续的内存空间中。
数组的访问速度很快，但是插入和删除操作的效率较低。
3.1.2 链表链表是一种动态数据结构，它通过指针将数据元素链接在一起。
第 1 章 绪 论1.1 数据结构的兴起和发展一、数据结构起源于程序设计。
·程序设计的新问题：应如何组织待处理的数据以及数据之间的关系（结构）。
·70年代初，数据结构作为一门独立的课程开始进入大学课堂。
二、数据结构随着程序设计的发展而发展。
程序设计经历了三个阶段：无结构阶段、结构化阶段和面向对象阶段，相应地，数据结构的发展也经历了三个阶段：三、数据结构的发展并未终结。
1． 数据结构将继续随着程序设计的发展而发展；2． 面向各专门领域的数据结构得到研究和发展，各种空间数据结构也在探索中。
应用领域：科学计算；程序设计面向计算机 应用领域：科学计算与非数值处理；算法＋数据结构=程序 应用领域：更多地应用于非数值处理；（算法＋数据结构）=程序1.2 数据结构的研究对象例1-1 学籍管理问题例1-2 人——机对弈问题例1-3 教学计划编排问题表1-1 学生学籍登记表 (a) 井字棋的一个格局 (b) 对弈树的局部 图1-2 对弈问题中格局之间的关系1.3 数据结构的基本概念1.3.1 数据结构1. 数据：在计算机科学中是指所有能输入到计算机中并能被计算机程序识别和处理的符号集合。
2. 数据元素：是数据的基本单位，在计算机程序中通常作为一个整体进行考虑和处理。
构成数据元素的不可分割的最小单位称为数据项。
3. 数据对象：是具有相同性质的数据元素的集合，是数据的子集。
4. 数据结构：是指相互之间存在一定关系的数据元素的集合。
按照视点的不同，数据结构分为逻辑结构和存储结构。
数据的逻辑结构是指数据元素之间逻辑关系的整体。
根据数据元素之间逻辑关系的不同，数据结构分为四类：⑴集合数据元素之间的关系是。
⑵线性结构数据元素之间的关系是。
⑶树结构数据元素之间的关系是。
⑷图结构数据元素之间的关系是。
数据的存储结构又称为物理结构，是数据及其逻辑结构在计算机中的表示。
有两种存储结构：顺序存储结构和链接存储结构。
