数据结构之概念介绍篇[1]

数据结构是计算机科学与技术专业的专业基础课是十分重要的核心课程所有的计算机系统软件和应用软件都要用到各种类型的数据结构因此要想更好地运用计算机来解决实际问题仅掌握几种计算机程序设计语言是难以应付众多复杂的课题的要想有效地使用计算机充分发挥计算机的性能还必须学习和掌握好数据结构的有关知识打好数据结构这门课程的扎实基础对于学习计算机专业的其他课程如操作系统编译原理数据库管理系统软件工程人工智能等都是十分有益的

为什么要学习数据结构

在计算机发展的初期人们使用计算机的目的主要是处理数值计算问题当我们使用计算机来解决一个具体问题时一般需要经过下列几个步骤首先要从该具体问题抽象出一个适当的数学模型然后设计或选择一个解此数学模型的算法最后编出程序进行调试测试直至得到最终的解答例如求解梁架结构中应力的数学模型的线性方程组该方程组可以使用迭代算法来求解

由于当时所涉及的运算对象是简单的整型实型或布尔类型数据所以程序设计者的主要精力是集中于程序设计的技巧上而无须重视数据结构随着计算机应用领域的扩大和软硬件的发展非数值计算问题越来越显得重要据统计当今处理非数值计算性问题占用了%以上的机器时间这类问题涉及到的数据结构更为复杂数据元素之间的相互关系一般无法用数学方程式加以描述因此解决这类问题的关键不再是数学分析和计算方法而是要设计出合适的数据结构才能有效地解决问题下面所列举的就是属于这一类的具体问题

例一学生信息检索系统当我们需要查找某个学生的有关情况的时候;或者想查询某个专业或年级的学生的有关情况的时候只要我们建立了相关的数据结构按照某种算法编写了相关程序就可以实现计算机自动检索由此可以在学生信息检索系统中建立一张按学号顺序排列的学生信息表和分别按姓名专业年级顺序排列的索引表如图所示由这四张表构成的文件便是学生信息检索的数学模型计算机的主要操作便是按照某个特定要求(如给定姓名)对学生信息文件进行查询

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