2011年度工作目标完成情况申报及自我
36页1、第4章 模型化 PART B,可视化计算,使用RAPTOR实现抽象数据类型,无论是进行科学计算或数据处理、过程控制等,都是对数据进行加工处理的过程 必须研究数据的特性及数据间的相互关系及其对应的存储表示 利用这些特性和关系设计出结构好、效率高的程序或算法,如何进行数据抽象?,数据结构是数据存在的形式 它用来反映一个数据的内部构成,即一个数据由哪些成分的数据构成,以什么方式构成,呈现什么结构 数据(Data)是信息的载体 能够被计算机识别、存储和加工处理 数据元素(Data Element)数据基本单位 在计算机程序中作为一个整体考虑和处理,如何进行数据抽象?,数据结构(Data Structure)是指互相之间存在着一种或多种关系的数据元素的集合 四类基本的数据结构: 集合结构 线性结构 树型结构 图形结构,如何进行数据抽象?,一个数据结构必须包含有数据元素的集合和数据关系的集合这两个基本要素 数据结构包括数据的逻辑结构和数据的物理结构,数据的逻辑结构,可以看作是从具体问题抽象出来的数学模型,它与数据的存储无关 研究数据结构的目的是为了在计算机中实现对它的操作,为此还需要研究如何在计算
2、机中表示一个数据结构,数据的物理结构,指数据结构在计算机中的表示方式,也称存储结构或映像 它所研究的是数据结构在计算机中的实现方法,包括数据结构中元素和元素间关系的表示 例如:顺序存储方法是把逻辑上相邻的元素存储在物理位置上相邻的存储单元中,可以借助于程序设计语言中的数组来实现,抽象数据类型,抽象数据类型(Abstract Data Type, ADT)是指一个与某种类型的数据结构行为模式有关的数学模型以及定义在此模型上的一组运算 而所有的运算必需在该类型的数据结构的数学限制条件下才是有效的,抽象数据类型举例,一个数据堆栈(Stack),可以定义三种运算: 压栈(push):将一些数据插入该结构; 弹出(pop):从结构中取出并清除数据(按照后入先出的顺序); 检查(peek),检查结构顶端的数据而不做清除,抽象数据类型的实现,一般抽象数据类型需要通过某个系统子已有的数据类型来间接定义与实现 对一个抽象数据类型进行定义时,必须给出它的名字及各运算的运算符名,即子图、子程序或函数名,并且规定这些运算的参数性质,抽象数据类型的RAPTOR实现,在RAPTOR中实现所定义的抽象数据类型数据部
3、分用一种已知的数据类型(如一维、二维数组,字符串等)来实现 抽象数据类型操作部分中的每个操作用RAPTOR子图或子程序来实现 这样能够同其他计算机程序语言实现算法具有一定的可比性,线性表的基本概念,数据结构分线性结构和非线性结构 线性结构包括线性表、栈、队列、数组和字符串 线性结构特点:在数据元素的非空有限集中 存在唯一的一个被称作“第一个”的数据元素 存在唯一的一个被称作“最后一个”的数据元素 除第一个外,集合中的每个数据元素均只有一个前趋 除最后一个外,集合中的每个数据元素均只有一个后继,线性表的逻辑结构,一个线性表是n个数据元素的有限序列 特征: 元素个数n表长度,n=0:空表 1in时 ai的直接前趋是ai-1,a1无直接前趋 ai的直接后继是ai+1,an无直接后继 元素同构,且不能出现缺项,例 英文字母表(A,B,C,Z)是一个线性表,顺序表,用一组地址连续的存储单元存放一个线性表叫顺序表 特点: 表中的数据元素逻辑上相邻 实现随机存取 实现:可用RAPTOR的一维数组实现,也是构成本课程其他数据结构的基础,顺序存储结构的优缺点,优点 逻辑相邻,物理相邻 可随机存取任一元素
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