1.1 什么是数据结构
数据结构是一门研究非数值(表、树、图)计算的程序设计问题中计算机的操作对象以及它们之间的关系和操作等的学科。
1.2 基本概念和术语
- 数据：对客观事物的符号表示，在计算机科学中是指所有能输入到计算机中并被计算机程序处理的符号的总称。
- 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。一个数据元素可以由若干个数据项组成。数据项是数据的不可分割的最小单位。
- 数据对象：性质相同的数据元素的集合，是数据的一个子集。
- 数据结构：相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合。
- 结构：数据元素相互之间的关系称为结构。
4种基本结构：
（1）集合
（2）线性结构：一对一
（3）树形结构：存在一对多
（4）图状结构或网状结构：存在多对多
结构定义中的“关系”描述是数据元素之间的逻辑关系，因此又被称为数据的逻辑结构。
数据结构在计算机中的表示(又称映像)称为数据的物理结构，又称存储结构。
数据元素之间的关系在计算机中有两种不同的表示方法：顺序映像和非顺序映像，并由此得到两种不同的存储结构：顺序存储结构和链式存储结构。
非顺序映像的特点是借助指示元素存储地址的指针表示数据元素之间的逻辑关系。
抽象数据类型(ADT)：指一个数学模型以及定义在该模型上的一组操作。按其值的不同特性，可细分为下列3种类型：
- 原子类型
- 固定聚合类型
- 可变聚合类型
- 多形数据类型
1.3 抽象数据类型的表示和实现
（1）预定义常量和类型
（2）数据结构的表示用类型定义（typedef）描述
（3）基本操作的算法都用以下形式的函数描述
函数类型 函数名（函数参数表）{
//算法说明
语句序列
}//函数名
（4）赋值语句有
- 简单赋值
变量名 = 表达式； - 串联赋值
变量1=变量2=......=变量k=表达式； - 成组赋值
(变量名1，...，变量名k) = (表达式1，...，表达式k)；
结构名 = 结构名；
变量名[]= 表达式；
变量名[起始下标..终止下标]= 变量名[起始下标..终止下标]； - 交换赋值
变量名——变量名 - 条件赋值
变量名 = 条件表达式？表达式T：表达式F；
（5）选择语句
条件语句1 if(表达式)语句;
条件语句2 if(表达式)语句;
else(语句);
开关语句1 switch(表达式){
case值1:语句序列1;break;
...
case值n:语句序列n;break;
default:语句序列n+1;
}
开关语句2 switch{
case条件1:语句序列1;break;
...
case条件n:语句序列n;break;
default:语句序列n+1;
}
（6）循环语句有
for语句 for(赋初值表达式序列;条件;修改表达式序列)语句;
while语句 while(条件)语句;
do-while语句 do{
语句序列
}while(条件);
（7）结束语句有
函数结束语句 return表达式;return;
case结束语句 break;
异常结束语句 exit(异常代码);
（8）输入和输出语句有
输入语句 scanf([格式串],变量1,...,变量n);
输出语句 printf([格式串],表达式1,...,表达式n);
（9）注释
单行注释//文字序列
（10）基本函数有
求最大值 max(表达式1,...,表达式n)
求最小值 min(表达式1,...,表达式n)
求绝对值 abs(表达式)
求不足整数值 floor(表达式)
求进位整数值 ceil(表达式)
判定文件结束 eof(文件变量)或eof
判定行结束 eoln(文件变量)或eoln
（11）逻辑运算约定
与 &&
或 ||
非 !
1.4 算法和算法分析
1.4.1 算法
算法是对特定问题求解步骤的一种描述。有以下5个重要特性：
（1）有穷性：有穷步后结束；
（2）确定性：有确切含义；
（3）可行性：是能行的；
（4）输入：零个或多个输入；
（5）输出：一个或多个输出；
1.4.2 算法设计的要求
（1）正确性：满足具体问题需求；
（2）可读性：便于人的阅读与交流；
（3）健壮性：输入非法数据时，算法也能做出反应；
（4）效率与低存储量需求：运算速度and存储空间；
1.4.3 算法效率的度量
（1）事后统计法
（2）事前分析估计法
渐进时间复杂度（时间复杂度）
T(n) = O(f(n))
1.4.4 算法的存储空间需求
空间复杂度
S(n) = O(f(n))
