数据结构主要学存储结构和逻辑结构。存储结构是数据在计算机中实际的存在形态,逻辑结构是程序人员需要的数据形态。数据结构是学用有限的存储结构:顺序和随机存储来构造更为复杂的逻辑结构,进而基于这些逻辑结构来完成一些符合现实模型的算法。其实数据结构就是学习如何抽像信息、如何封装数据、如何处理数据元素之间的关系。
至于数据结构和算法的关系,下面是我的一些见解。
数据结构是数据间的有机关系,算法是对数据的操作步骤。这两个概念间的逻辑关系贯穿了整个程序世界,首先二者表现为不可分割的关系。没有数据间的有机关系,程序根本无法设计,例如,设计a+b的程序,你总得找到a和b的值吧,a和b必须是可以互相找到的才能进行程序运算,a和b就必然要联结成一定的关系,或是线性关系,或是树型关系,或者是图型关系,你的程序才能产生,杂乱无章的数据-------就是没有数据结构的数据,是没有算法的,你试试做一个电子运动的时间和坐标对应的算法看看行不行,显然不行。因为有了数据结构,算法才能诞生。反过来,算法又是数据结构得以维持的一个条件,没有算法,数据根本无法有规律的打交道,也就是说数据的间只会是杂乱无章地碰撞,这样数据结构就会消灭。算法是绝对运动的,数据结构是相对静止的,二者是不可分割的关系。数据结构和算法不仅仅是计算机中才有的,计算机是后来诞生的东西,计算机的概念来源于自然界,自然界中例如一棵树的根和树叶之间的信息交流就是一个算法,是建立在根数据和树叶数据之间可以相通的关系上的算法,计算机只是自然界的一个模拟,编程语言不是程序的一个要素,因为自然界是没有语言的,但是有程序,这是唯物主义的观点。
算法是活泼的,数据结构是迟钝的,算法的发展要求数据结构跟着发展,否则就会阻碍算法的发展,算法的发展或迟或早必然冲破数据结构的束缚,二者必然将建立在一个新的起点继续着矛盾运动,
数据结构是相对静止的,算法是绝对运动的,这二者搜索首先表现为不可分割的关系。没有一定组织关系的数据,算法就无法产生,你不可能对一堆杂乱无章的数据编写算法,你要想对数据进行操作,必须能够找到数据,这样就必须将它们按照一定规律组织起来-----这个过程不一定是算法,但是算法可以实现这个过程,数据结构是算法得以诞生的条件-----否则就是数据间的杂乱无章的运动,但是运动并不是算法。反过来算法是数据结构得以维持的条件,没有了算法对数据进行操作,数据就不会有规律地进行交互,数据结构也就随之消灭。客观世界是物质的,物质是运动的,运动是有规律的,有规律的运动就是程序,客观世界是存在程序的,所以不用担心没有算法世界会怎么样,如果没有规律的运动,就不会有人。
算法的革命的、活泼的,数据结构是反动的、迟钝的,算法的发展必然推动数据结构的发展,简单的数据结构不可能适应复杂的算法,只有提供多种复合的数据结构才能为复杂的算法提供新的空间,算法的发展必然会冲破数据结构的束缚-----不过不要忘记了这种物的规律是由人来实现的。
它们可以相互区别也可以相互统一。广义上讲,算法是某一系列运算步 骤,它表达解决某一类计算问题的一般方法,对这类方法的任何一个输入,它可以按步骤一步一步计算,最终产生一个输出。但是对于所有的计算问题,都离不开要 计算的对象或者要处理的信息,而如何高效的把它们组织起来,就是数据结构关心的问题,所以算法是离不开数据结构的。单讲数据结构,它指数据的组织结构,它 有逻辑结构和物理结构,另外还包括一些定义在某种数据结构上的算法,它只限于某一特定数据结构中使用,可以认为它是数据结构的组成部分,比如栈的压栈操 作,这些算法虽小但很重要,可以看成是它们决定了数据结构的外部特性,比如同样是堆,有二叉堆,二项式堆,它们除了内部结构的不同,最大的还是外部操作的 算法性能不同,也决定了它们本质上的不同,如果外部性能一样,那研究将是毫无意义的。总之,不能脱离算法讨论数据结构,也不能脱离数据结构研究算法。