数据结构和算法的概念和特性

开发工具与关键技术：数据结构和算法的概念和特性

作者：卢惠圳

撰写时间：2020年5月20日

数据结构简单来说就是数据结构是计算机存储、组织数据的方式，其中有三大基础结构分别是：线性结构、树结构、图结构。这三种结构分别讲述了结构中的数据元素之间的关系，也就是一对一、一对多、多对多三种不同的对应关系，如下图所示：

首先是线性结构的关系一对一，就是除第一个和最后一个数据元素外，每个数据元素只有一个前驱和一个后继数据元素。其次是树结构的关系一对多，就是除根结点外，每个数据只有一个前驱数据元素，可有0个或若干个后继数据元素。最后是图结构的关系多对多，就是每个数据元素可有0个或若干个前驱数据元素和0个或若干个后继数据元素。

这些就是数据结构中最基本的三种基本结构下面是算法，算法就是对特定问题求解步骤的一种描述，它是指令的有限序列。简单来说就是事先想好接下来要做的事情的每一步是怎么做的，然后根据脑中想好的步骤按部就班去执行。

算法的特性，算法有五个特性分别是：有穷性、确定性、可行性、输入、输出。

有穷性：一个是应包含有限个操作步骤。即一个算法在执行若干个步骤之后应该能够结束，而且每一步都在有限时间内完成。

确定性：算法中的每一步都必须有确切的含义，不能产生二义性。

可行性：算法中的每一个步骤都应该是能有效地执行，并得到确定的结果。

输入：所谓输入，是指在算法执行时，从外界取得必要的数据。计算机运行程序的目的是为了进行数据处理，在大多数情况下，这些数据需要通过输入得到。有些情况下，数据已经包含在算法中，算法执行时不需要任何数据，所以一个算法可以有零个或多个输入。

输出：一个算法有一个或多个输出，这是算法进行数据处理后的结果。没有输出的算法是毫无意义的。

算法的这些特性可以约束程序设计人员正确地书写算法，并使之能够正确无误地执行，达到求解问题的预期效果。