抽象数据类型的表示与实现

一、抽象数据类型定义(ADT)

作用:抽象数据类型可以使我们更容易描述现实世界。例:用线性表描述学生成绩表,用树或图描述遗传关系。

定义:一个数学模型以及定义在该模型上的一组操作。

关键:使用它的人可以只关心它的逻辑特征,不需要了解它的存储方式。定义它的人同样不必要关心它如何存储。

例:线性表这样的抽象数据类型,其数学模型是:数据元素的集合,该集合内的元素有这样的关系:除第一个和最后一个外,每个元素有唯一的前趋和唯一的后继。可以有这样一些操作:插入一个元素、删除一个元素等。

抽象数据类型分类
原子类型 值不可分解,如int
固定聚合类型 值由确定数目的成分按某种结构组成,如复数
可变聚合类型 值的成分数目不确定如学生基本情况

抽象数据类型表示法:

一、

三元组表示:(D,S,P)

其中D是数据对象,S是D上的关系集,P是对D的基本操作集。

二、书中的定义格式:

ADT 抽象数据类型名{

数据对象:<数据对象的定义>

数据关系:<数据关系的定义>

基本操作:<基本操作的定义>

}ADT 抽象数据类型名

例:线性表的表示

名称 线性表
数据对象 D={ai| ai(-ElemSet,i=1,2,...,n,n>=0} 任意数据元素的集合
数据关系 R1={<ai-1,ai>| ai-1,ai(- D,i=2,...,n} 除第一个和最后一个外,每个元素有唯一的直接前趋和唯一的直接后继
基本操作 ListInsert(&L,i,e) L为线性表,i为位置,e为数据元素。
ListDelete(&L,i,e)
...

二、类C语言语法

类C语言语法示例
1、预定义常量和类型 #define TRUE 1
#define FALSE 0
#define OK 1
#define ERROR 0
#define INFEASIBLE -1
#define OVERFLOW -2
typedef in Status; //Status是函数的类型,其值是函数结果状态代码。
2、数据结构的存储结构 typedef ElemType first;
3、基本操作的算法 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 简单赋值: 变量名=表达式;
串联赋值: 变量名1=变量名2=...=变量名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;
结构名=(值1,...,值k);
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?表达式T:表达式F
5、选择语句 1、if(表达式) 语句;
2、if(表达式) 语句;
else 语句;
3、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;break;
}
4、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;break;
}

6、循环语句 for(赋初值表达式;条件;修改表达式序列)语句;
while(条件)语句;
do{ 语句序列}while(条件);
7、结束语句 return [表达式];
return; //函数结束语句
break; //case结束语句
exit(异常代码); //异常结束语句
8、输入和输出语句 scanf([格式串],变量1,...,变量n);
9、注释 //文字序列
10、基本函数 max(表达式1,...,表达式n)
min,abs,floor,ceil,eof,eoln
11、逻辑运算 &&与运算;||或运算

例:线性表的实现:
ADT List{

数据对象: D={ai| ai(-ElemSet,i=1,2,...,n,n>=0}

数据关系: R1={<ai-1,ai>| ai-1,ai(- D,i=2,...,n}

基本操作:

InitList(&L)
DestroyList(&L)
ListInsert(&L,i,e)
ListDelete(&L,i,&e)

}ADT List

ListInsert(List &L,int i,ElemType e)

{if(i<1||i>L.length+) return ERROR;

q=&(L.elem[i-1]);

for(p=&(L.elem[L.length-1]);p>=q;--p) *(p+1)=*p;

*q=e;

++L.length;

return OK;

}

数据、数据元素、数据对象、数据结构的定义

1、数据的定义

定义一:数据是客观事物的符号表示。

学号 姓名 语文 数学 C语言
6201001 张三 85 54 92
6201002 李四 92 84 64
6201003 王五 87 74 73
6201004
...

例:张三的C语言考试成绩为92分,92就是该同学的成绩数据。

定义二:能输入到计算机中并被计算机程序处理的符号的总称。

例:图像、声音等。

总结:现实世界信息的分析、复制、传播首先要符号化,这样才便于处理,尤其是便于计算机的处理。家长、社会要了解一个学生的学习成绩和能力,要看他的学习档案,而学习档案即是说明该学生学习情况的数据。

2、数据元素、数据项

数据元素是数据的基本单位,它也可以再由不可分割的数据项组成。如图示:

3、数据对象

是性质相同的数据元素的集合。如上例:一个班级的成绩表可以看作一个数据对象。

4、数据结构

定义一、数据元素集合(也可称数据对象)中各元素的关系。

定义二、相互之间存在特定关系的数据元素集合。

数据结构的种类:

特征 示例
集合 元素间为松散的关系
线性结构 元素间为严格的一对一关系 如上面的成绩表中各元素
树形结构 元素间为严格的一对多关系
图状结构(或网状结构) 元素间为多对多关系

数据结构的形式定义:

数据结构名称=(D,S)

其中D为数据元素的有限集,S是D上关系的有限集

逻辑结构 “数据结构”定义中的“关系”指数据间的逻辑关系,故也称数据结构为逻辑结构。
存储结构 数据结构在计算机中的表示称为物理结构。又称存储结构。
顺序存储结构
链式存储结构

存储结构详解:

计算机中存储信息的最小单位:,8位为一字节,两个字节为一字,字节、字或更多的二进制位可称为位串。在逻辑描述中,把位串称为元素或结点

当数据元素由若干数据项组成时,位串中对应于各个数据项的子位串称为数据域(Data Field)。

例:上述成绩表数据用C语言的结构体数组classonestu[50]来存储:

struct stu {
int stuno;/*数据项,也称stu位串中的一个子位串,或叫做数据域*/
char name[20];
int maths;
int language;
int c_language;
} classonestu[50];

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游泳

今天晚上去源深游了一晚上泳,有点累。

很喜欢在水中的感觉,很自由,潜在水里,在水里,看手滑动过的倒影,真美。

好好活着,好好享受来之不易的宁静。

记于2011 儿童节 夜

开博啦

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