什么是数据结构

2.2.1　什么是数据结构

数据结构指的是数据之间的相互关系，即数据的组织形式。数据结构一般包括以下三方面内容：

①数据元素之间的逻辑关系，也称数据的逻辑结构（Logical Structure）；

数据的逻辑结构是从逻辑关系上描述数据，与数据的存储无关，是独立于计算机的。数据的逻辑结构可以看作是从具体问题抽象出来的数学模型。

②数据元素及其关系在计算机存储器内的表示，称为数据的存储结构（Storage Structure）；

数据的存储结构是逻辑结构用计算机语言的实现（亦称为映像），它依赖于计算机语言。对机器语言而言，存储结构是具体的。一般，只在高级语言的层次上讨论存储结构。

③数据的运算，即对数据施加的操作。

数据的运算定义在数据的逻辑结构上，每种逻辑结构都有一个运算的集合。最常用的检索、插入、删除、更新、排序等运算实际上只是在抽象的数据上所施加的一系列抽象的操作。

所谓抽象的操作，是指我们只知道这些操作是“做什么”，而无须考虑“如何做”。只有确定了存储结构之后，才考虑如何具体实现这些运算。

为了增加对数据结构的感性认识，下面举例来说明有关数据结构的概念。

例2-2　表2-1是一学生成绩表。注意，了解表中数据元素、数据项、开始节点和终端节点等概念。

表2-1　学生成绩表

（1）逻辑结构

表中的每一行是一个数据元素（或记录、节点），它由学号、姓名、各科成绩及平均成绩等数据项组成。表中数据元素之间的逻辑关系是：对表中任意一个节点，与它相邻且在它前面的节点（亦称为直接前趋（Immediate Predecessor）最多只有一个；与表中任意一节点相邻且在其后的节点（亦称为直接后继（Immediate Successor）也最多只有一个。表中只有第一个节点没有直接前趋，故称为开始节点；也只有最后一个节点没有直接后继，故称之为终端节点。例如，表中“李四”所在节点的直接前趋节点和直接后继节点分别是“张三”和“王五”所在的节点，上述节点间的关系构成了这张学生成绩表的逻辑结构。

（2）存储结构

该表的存储结构是指用计算机语言如何表示节点之间的这种关系，即表中的节点是顺序邻接地存储在一片连续的单元之中，还是用指针将这些节点链接在一起？

（3）数据的运算

在学生成绩表中，可能要经常查看某一学生的成绩，如当学生退学时要删除相应的节点；进来新学生时要增加节点。究竟如何进行查找、删除、插入，这就是数据的运算问题了。

搞清楚了上述三个问题，也就弄清了学生成绩表这个数据结构。