邏輯結構和存儲結構

這兩天在復習數據結構部分的內容，之前考研的時候對數據結構的理解感覺不深，因為只是考研專業課要考數據結構，所以就單獨看了數據結構的書，做了各種題，記了各種添加、刪除、遍歷等等。

那數據結構到底是什么？

百度百科：數據結構具體指同一類數據元素中，各元素之間的相互關系，包括三個組成成分，數據的邏輯結構，數據的存儲結構和數據運算結構。結合今天在復習過程中新的理解，主要總結一下邏輯結構和存儲結構。

• 什么是邏輯結構？

  　簡單說，邏輯結構就是數據之間的關系。而按數據之間的關系來說，邏輯結構大概可以分為兩種：線性結構和非線性結構（集合、樹、網）。

  • 線性結構：有且只有一個開始結點和一個終端結點，並且所有結點都最多只有一個直接前驅和一個直接后繼。例如：線性表，典型的線性表有：順序表、鏈表、棧（順序棧、鏈棧）和隊列（順序隊列、鏈隊列）。它們共同的特點就是數據之間的線性關系，除了頭結點和尾結點之外，每個結點都有唯一的前驅和唯一的后繼，也就是所謂的一對一的關系。
  • 非線性結構：對應於線性結構，非線性結構也就是每個結點可以有不止一個直接前驅和直接后繼。常見的非線性結構包括：樹（二叉樹）、圖（網）等。
• 什么是存儲結構？

  　邏輯結構指的是數據間的關系，而存儲結構是邏輯結構的存儲映像。通俗的講，可以將存儲結構理解為邏輯結構用計算機語言的實現。常見的存儲結構有順序存儲、鏈式存儲、索引存儲以及散列存儲（哈希表）。

  • 順序存儲：把邏輯上相鄰的節點存儲在物理位置上相鄰的存儲單元中，結點之間的邏輯關系由存儲單元的鄰接關系來體現。由此得到的存儲結構為順序存儲結構，通常順序存儲結構是借助於數組來描述的。優點：節省空間，可以實現隨機存取；缺點：插入、刪除時需要移動元素，效率低。

  • 鏈式存儲：在計算機中用一組任意的存儲單元存儲線性表的數據元素(這組存儲單元可以是連續的,也可以是不連續的)。特點是元素在物理上可以不相鄰，所以每個數據元素包括了一個數據域和一個指針域，數據域用來存放數據，而指針域用來指向其后繼結點的位置。優點：插入、刪除靈活；缺點：不能隨機存取，查找速度慢。

• 邏輯結構和存儲結構的區別

  　這兩者並不沖突，一個指的是數據之間的關系，而另一個指這種關系在計算機中的表現形式。比如，線性表中的棧，數據元素之間的關系是一對一的，除頭和尾結點之外的每個結點都有唯一的前驅和唯一的后繼，這體現的是邏輯結構；而對於棧中的結點來說，它們可以順序存儲（也就是順序棧），取一段連續的存儲空間，將棧結點按順序存入，每個結點和其前驅和后繼在物理上都是相鄰的。同時，棧結點也可以鏈式存儲（鏈棧），每個結點中包括數據域和指針域，而指針域就是用來指向其后繼的，在訪問時就可以通過指針來找到其后繼進行訪問，每個結點之間物理上可以相鄰也可以不相鄰。

  另外的總結

  不同的線性表之間的區別：
  線性表在元素的關系上是一樣的，都是“線性“關系，不同的線性表區別主要體現在不同的特性上。比如：隊列的先進先出、棧的后進先出等。
  以存儲結構相同、邏輯結構又同為線性表的鏈棧和鏈隊列為例，它們都是鏈式存儲的，每個結點都是由數據域和指針域組成，每個結點也都有唯一的前驅和唯一的后繼（除頭尾結點外）。那么它們看起來就很相似，區別呢？區別就在於給他們定義的特殊操作，它們都有”出“和”入“兩種操作，一個是“先進先出”，而一個是“后進先出”。