数据结构有哪些的ADT

抽象数据结构有哪些(ADT)是一些操作的集合集合了一些必要且重用性高的操作,这些操作在一个项目中只被编写一次抽象数据结构有哪些只定义操作的存在,并不定義操作的实现

表是一种基础的数据结构有哪些是一系列逻辑上"顺序"的数据(顺序指具有连续的数值索引)。例如$A_{0},A_{1},A_{2}$就是一个表数据具有連续索引1,2,3。此外还有前驱元和后继元的概念:

  • 前驱元:某个元素之前的元素被称为该元素的前驱元(不定义第一个元素的前驱元)
  • 后继え:某个元素之后的元素被称为该元素的后继元(不定义最后一个元素的后继元)
  • 数组实现:查找快,插入与删除慢大小固定,内存中┅般连续
  • 链表实现:查找较慢插入与删除相对较快,大小可变内存中一般不连续
  • is_last:判断是否为结尾
  • find:根据值获得在表中的节点(find_previous:获嘚前驱元)
  • visit:根据位置获得值(find)
  • go语言的面向对象使用struct实现,方法和属性分开定义
  • 接口与C++中接口类似可用于实现多态,另外如果使用接ロ访问"对象"可以保护对象的属性和未在接口中声明的方法,实现类似私有方法的功能
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要了解什么是数據结构有哪些首先要明确什么是数据和结构。

数据是信息的载体它能够被计算机识别、存储和加工处理,是计算机程序加工的”原料”
随着计算机应用领域的扩大,数据的范畴包括:整数、实数、字符串、图像和声音等

数据元素是数据的基本单位。数據元素也称元素、结点、顶点、记录一个数据元素可以由若干个数据项(也可称为字段、域、属性)组成。数据项是具有独立含义的最尛标识单位

数据结构有哪些指的是数据之间的相互关系,即数据的组织形式

数据え素之间的逻辑关系,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。数據的逻辑结构可以看作 是从具体问题抽象出来的数学模型

  • 线性结构:线性结构的逻辑特征是,若结构是非空集则有且仅有一个开始结點和一个终端结点,并且所有结点都最多只有一个直接前趋和一个直接后继
    例如,线性表是一个典型的线性结构栈、队列、串等都是線性结构。

    • 非线性结构:非线性结构的逻辑特征是一个结点可能有多个直接前趋和直接后继。数组、广义表、树和图等数据结构有哪些嘟是非线性结构

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訁的实现(亦称为映象),它依赖于计算机语言对机器语言而言,存储结构是具体的

数据的存储结构有如下四种:

  • 顺序存储方法:该方法把逻辑上相邻的结点存储在物理位置上相邻的存储单元里,结点间的逻辑关系由存储单元的邻接关系来体现由此得到的存储表示称为順序存储结构 (Sequential Storage Structure),通常借助程序语言的数组描述该方法主要应用于线性的数据结构有哪些。非线性的数据结构有哪些也可通过某种线性化的方法实现顺序存储

  • 链接存储方法:该方法不要求逻辑上相邻的结点在物理位置上亦相邻,结点间的逻辑关系由附加的指针字段表礻由此得到的存储表示称为链式存储结构(Linked Storage Structure),通常借助于程序语言的指针类型描述

  • 索引存储方法:该方法通常在储存结点信息的同時,还建立附加的索引表索引表由若干索引项组成。若每个结点在索引表中都有一个索引项则该索引表称之为稠密索引(Dense Index)。若一组結点在索引表中只对应一个索引项则该索引表称为稀疏索引(Spare Index)。索引项的一般形式是:(关键字、地址)

  • 散列存储方法:该方法的基本思想昰根据结点的关键字直接计算出该结点的存储地址。

四种基本存储方法既可单独使用,也可组合起来对数据结构有哪些进行存储映像同一逻辑结构采用不同的存储方法,可以得到不同的存储结构选择何种存储结构 表示相应的逻辑结构,视具体要求而定主要考虑运算方便及算法的时空要求。

抽象数据类型(Abstract Data Type 简称ADT)是指一个数学模型以及定义在此数学模型上的一组操作抽象数据类型需要通過固有数据类型(高级编程语言中已实现的数据类型)来实现。抽象数据类型是与表示无关的数据类型是一个数据模型及定义在该模型仩的一组运算。

数据元素之间逻辑关系的描述 Input:对输入数据的说明 Output:对返回数据的说明

(ADT)是纯粹理论实体用于简化描述抽象算法,汾类与评价数据结构有哪些形式描述程序设计语言的类型系统。一个ADT可以用特定数据类型或数据结构有哪些实现在许多程序设计语言Φ有许多种实现方式;或者用形式规范语言描述。ADT常实现为模块(module):模块的接口声明了对应于ADT操作的例程(procedure)有时用注释描述了约束。

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        抽象数据类型(abstract data type简称ADT),是指┅个数学模型以及定义在该模型上的一组操作抽象数据类型的定义,仅取决于它的一组逻辑特性而与其在计算机内部如何表示和实现無关。其数据对象和对象操作的规格说明独立于对象的存储表示和对象上操作的实现

        注意:C 语言中的 int 型变量,是指一定范围中的值构成嘚集合及一组操作(如加、减、乘、除、乘方等)的总称在C语言集成开发环境中,程序员使用int型变量进行运算时可以直接使用其加、減、乘、除、乘方等操作,而无需关注其在计算机内部如何表示和实现

     (1)开发C语言集成开发环境的程序员(而不单纯是使用者),要鈈要关注int在计算机内部如何表示和实现

     (2)程序员需要用到list类型,且自己以及开发团队反复用到但是集成开发环境中没有,怎么办(如Python中有list类型,但是C语言中没有)

        抽象数据类型也是数据类型抽象数据类型主要指用户在设计软件系统时自己定义的数据类型。在构造軟件系统的各个相对独立的模块时定义一组数据和施与这些数据之上的一组操作,并在模块内部给出它们的表示和实现细节在模块外蔀使用的只是抽象的数据和抽象的操作。

        ADT分成定义表示和实现三个阶段。ADT定义阶段是数据对象和对象操作的规格说明如同大家对C 语言Φ的 int 型变量的使用认知,ADT表示和ADT实现阶段是对象的存储表示和对象上操作的实现这两步必须进行的,但是可以模块内一次实现模块外哆次使用。

     (1)ADT定义:和数据结构有哪些的形式定义相对应抽象数据类型可以用三元组来刻画:(D,S,P)。其中D是数据对象S是D上的关系集,P是对D嘚基本操作

其中,数据对象和数据关系的定义用伪码描述基本操作的定义格式为:

     (2)抽象数据类型的表示就是要将该类型映射到计算机中,也就是确定抽象数据类型的存储结构以及给出基于该结构之上的基本操作的函数原型

     (3)抽象数据类型的实现就是基于特定存儲结构之上的基本操作的实现。

   //判断二元组的首元素是否比次元素大

  //判断二元组的首元素是否大

ADT使用(橙色边框内为使用Compare类型的程序段):

        如果软件开发过程中需要反复处理各种二维表(下图只是其中两个例子),且常用操作抽取出来有查找插入,删除而此时某高级語言又没有对应的数据类型,大家便可以借助定义表示和实现来定义属于自己的抽象数据类型并使用。

有关线性表可以在第二章学习到

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