1.1.1 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的定義

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是相互之間存在一種或多種關(guān)系的數(shù)據(jù)元素的集合，以及該集合中元素之間的關(guān)系。這個科學(xué)定義比較抽象，如何理解呢？

讓我們一起假想一個實際場景：請編寫一個程序，輸入3個整數(shù)，找出這3個整數(shù)中最小的數(shù)字。

不妨設(shè)3個變量a、b、c，用于存儲輸入的3個整數(shù)，輸入完成以后，假設(shè)a是最小的。將a和b進(jìn)行比較，如果b比a小，則把b的值賦給a。此時，a里面存儲的一定是a和b中的較小值。再比較a和c，如果c比a小，則把c的值賦給a。完成這個步驟后，a中存儲的是3個數(shù)中的最小值，實現(xiàn)上述步驟的程序如下：

上述問題并不難解決，但是如果數(shù)字增多，問題就會變得非常棘手。比如數(shù)字增加到10個，需要定義a、b、c、d、e、f、g、h、i、j等10個變量，if語句也需要羅列10句。如果是100個數(shù)字呢？如果是1000個數(shù)字呢？遇到這樣的困難，歸根結(jié)底是因為數(shù)字之間沒有建立關(guān)系，所有的數(shù)字都是獨立分散存儲的。

如果換一個思路，使用數(shù)組來存儲，問題就會變得很容易處理。數(shù)組就是一種最基礎(chǔ)、最常見的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。它的特點就是，把一組相同類型的數(shù)字，按照線性方式，存儲在連續(xù)相鄰的位置上。此時所有數(shù)字都可以用一個名字來表示，比如 a，用數(shù)組下標(biāo)來區(qū)分這是數(shù)組中的第幾個元素。此時輸入可以用循環(huán)，輸入完成后，假設(shè) a[0]是最小的，則依次把a[0]與后面每個元素比較，如果發(fā)現(xiàn)更小的，就賦值給a[0]，這樣對于100個數(shù)字的問題，代碼如下：

不管數(shù)據(jù)規(guī)模多大，都只需要調(diào)整常量MAXN的大小即可，程序并不會變得更難寫。事實上，還可以定義一個變量 n，表示數(shù)據(jù)的個數(shù)，這樣程序可以處理的數(shù)據(jù)規(guī)模就是可變的了。

通過上文的例子可以看到，在合理選用數(shù)組這個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以后，由于數(shù)據(jù)緊密組織在一起，編程更方便。數(shù)組就是一個線性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其數(shù)據(jù)元素線性排列，元素之間有前后相鄰的關(guān)系。

我們可以定義數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) DataStructure=（D，R）。其中，D 是數(shù)據(jù)元素的集合；R 是該集合中所有元素關(guān)系的有限集合。根據(jù)數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，可以把數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分為3種類型：線性結(jié)構(gòu)、樹形結(jié)構(gòu)和圖形結(jié)構(gòu)（見圖1.1）。本章主要介紹線性結(jié)構(gòu)，簡要介紹樹形結(jié)構(gòu)。