数据结构,物理结构,存储结构,逻辑结构的区分

2018/03/06 18:42
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数据结构,物理结构,存储结构,逻辑结构……是不是很晕?
今天教大家来区分并且判别各个结构。
  • 什么是逻辑结构?

     简单说,逻辑结构就是数据之间的关系。而按数据之间的关系来说,逻辑结构大概可以分为两种:线性结构非线性结构(集合、树、网)

    • 线性结构:有且只有一个开始结点和一个终端结点,并且所有结点都最多只有一个直接前驱和一个直接后继。例如:线性表,典型的线性表有:顺序表、链表、栈(顺序栈、链栈)队列(顺序队列、链队列)。它们共同的特点就是数据之间的线性关系,除了头结点和尾结点之外,每个结点都有唯一的前驱和唯一的后继,也就是所谓的一对一的关系。
    • 非线性结构:对应于线性结构,非线性结构也就是每个结点可以有不止一个直接前驱直接后继。常见的非线性结构包括:树(二叉树)、图(网)等。
  • 什么是存储结构?

     逻辑结构指的是数据间的关系,而存储结构是逻辑结构的存储映像。通俗的讲,可以将存储结构理解为逻辑结构用计算机语言的实现。常见的存储结构有顺序存储、链式存储、索引存储以及散列存储(哈希表)

    • 顺序存储:把逻辑上相邻的节点存储在物理位置上相邻的存储单元中,结点之间的逻辑关系由存储单元的邻接关系来体现。由此得到的存储结构为顺序存储结构,通常顺序存储结构是借助于数组来描述的。优点:节省空间,可以实现随机存取;缺点:插入、删除时需要移动元素,效率低。

    • 链式存储:在计算机中用一组任意的存储单元存储线性表的数据元素(这组存储单元可以是连续的,也可以是不连续的)。特点是元素在物理上可以不相邻,所以每个数据元素包括了一个数据域和一个指针域,数据域用来存放数据,而指针域用来指向其后继结点的位置。优点:插入、删除灵活;缺点:不能随机存取,查找速度慢。

  • 逻辑结构和存储结构的区别和判断

     这两者并不冲突,一个指的是数据之间的关系,而另一个指这种关系在计算机中的表现形式。比如,线性表中的栈,数据元素之间的关系是一对一的,除头和尾结点之外的每个结点都有唯一的前驱和唯一的后继,这体现的是逻辑结构;而对于栈中的结点来说,它们可以顺序存储(也就是顺序栈),取一段连续的存储空间,将栈结点按顺序存入,每个结点和其前驱和后继在物理上都是相邻的。同时,栈结点也可以链式存储(链栈),每个结点中包括数据域和指针域,而指针域就是用来指向其后继的,在访问时就可以通过指针来找到其后继进行访问,每个结点之间物理上可以相邻也可以不相邻。

    下图即是数据结构的划分图(具体枚举不再细列)。

    

 

  判断:当一个结构,如数组、链表、树、图,在逻辑结构中只有一种定义,而在物理结构中却有两种选择,那么这个结构就属于逻辑结构;

        相反,当此结构在原有基础上加上了某种限定,使得其在物理结构中只有一种定义,那么这个结构就属于物理(存储)结构;

 

  举例1:栈属于什么结构?

  分析:栈在逻辑结构中只能属于线性结构,而在物理结构中它可以使用顺序存储(数组),也可以使用链式存储(链表),所以说栈是一种逻辑结构。

  举例2:线索二叉树属于什么结构?

  分析:首先,可以得到二叉树是一种数据结构,但是线索二叉树是加上线索后的链表结构(不能用顺序存储),也就是说,它是计算机内部的只有一种存储结构,所以是物理结构。

  (有人肯定问,图是逻辑结构,图难道能用顺序存储吗?答案是肯定的,只是我们一般不这么用,详情见此博客:图的存储结构(数组表示法)及C语言实现

 

以上,欢迎讨论。

 

 

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