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数据结构介绍

“程序（Program）=数据结构（Data Structure）+算法（Algorithm）”

数据结构是计算机专业中一门综合性的基础课程，它是介于数学，计算机硬件和计算机软件的三者之间一门核心课程，同时，数据结构是设计数据库，程序，操作系统，游戏等等设计方面的重要基础，是绝大多数计算机专业考研的指定科目，也是大公司面试时常考科目，同时，也是高中及大学的学科竞赛中必备知识，优秀的数据结构和算法，可见数据结构在计算机课程中的重要性。

计算机的算法与数据结构密切相关，算法无不依赖于数据结构，而数据结构也关系到算法的效率，直接决定了一个程序的好坏。

数据结构，直白地理解，就是研究数据的存储方式。

我们知道，数据存储只有一个目的，即为了方便后期对数据的再利用，就如同我们使用数组存储 {1,2,3,4,5} 是为了后期取得它们的加和值，无缘由的数据存储行为是对存储空间的不负责任。
因此，数据在计算机存储空间的存放，决不是胡乱的，这就要求我们选择一种好的方式来存储数据，而这也是数据结构的核心内容。

数据结构发展史

1) 起源：

1968年美国唐•欧•克努特教授开创了数据结构的最初体系，他所著的《计算机程序设计技巧》第一卷《基本算法》是第一本较系统地阐述数据的逻辑结构和存储结构语其操作的著作。我们一般认为本书开创了数据结构的系统概念。

70年代初，数据结构作为一门独立的课程开始进入大学课堂。

数据结构的发展经历三个阶段：无结构阶段，结构化阶段和面向对象阶段（和程序发展的三个阶段不谋而合了）

2) 无结构阶段

40~60年代间，计算机的主要应用还没有如此普及，当时计算机主要是针对科学计算，程序设计技术以机器语言和汇编语言为主，程序处理的是存粹的数值，数据之间的关系主要是以来数学公式或者数学模型，此时数据结构概念并没有明确形成。

3)结构化阶段

60~80年代，计算机开始广泛应用于非数值处理领域，数据表示成为程序设计的重要问题，人们认识到程序设计规范化的重要性，提出了程序结构模块化，并开始注意数据表示与操作的结构化。数据结构及抽象数据类型就是在这种情况下形成的，随着数据规模的加大，程序的设计越来越依附于数据结构的设计，此时数据结构开始广泛普及。

此间也有非常多的数据结构相关的文献产出，最为著名的是图灵奖获得者沃斯的一个著名公式：程序=数据结构+算法。

4)面向对象阶段

80年代初期到现在，随着计算机不断普及，计算机性能以及需求不断增加，面向对象的程序设计被逐步提出，在对象的世界中 ，程序设计中大大减少了重复设计的部分，数据结构在这个阶段逐渐变得丰富，大量的封装类出现，减少了程序设计者的负担，数据结构因此变得更加友好。

何为算法

计算1到100的和（1+2+3+……+100），大家在上学的时候经常遇到这种数学题吧，这种题最通俗的计算方式就是遍历数据累加求和，c语言的表示如下所示：

#include <stdio.h>int main() {    int ans=0,i;    for(i=1;i<=100;i++){        ans+=i;    }    printf("%d",ans);    return 0;}

然而我们都知道有个小学生高斯发现了一个更加简单的计算方式，这种计算方法叫做等差数列，如果用c语言表示，代码如下所示：

#include <stdio.h>int main() {    int ans=(1+100)*100/2;    printf("%d",ans);    return 0;}

相比第一份答案，我们进行了100次的运算，才得出我们想要的结果，而对于第二份答案，我们仅进行了1次运算就得到了想要的结果，而在实际中计算机的计算远远不止这点计算量，以此如果我们去计算1到1000000的和呢？

使用了等差数列还是一步算好，而这就是算法的魅力。