程式 + 文件 = 軟體

演算法 + 資料結構 = 程式

資料結構與演算法的理論基礎離散數學中的圖論、集合論和關係論等。

資料結構課程的內容來源於圖論、作業系統、編譯系統、編碼理論及檢索與排序技術等。

1.什麼是資料結構？

非數值型程式設計中資料的組織方式及其處理的演算法

資料結構的三個方面：

（1）資料的邏輯結構

邏輯結是式資料的組織形式，與機器無關。

4種基本的邏輯結構：

（2）資料的物理結構（儲存結構）

指資料在儲存器種的存放方式，包括資料元素的表示和關係的表示。

4種基本的儲存結構：

順序儲存：將資料結構中各元素按照其邏輯順序存放於一片連續的儲存空間中。如C語言的一維陣列。

優點：隨機訪問快（可以直接計算資料的地址）
缺點：插入、刪除效率低，不利於動態增長

鏈式儲存：資料結構中各元素可以存放到儲存器的不同地方，資料元素之間以指標（地址）連結。

缺點：隨機訪問慢
優點：便於插入、刪除和動態增長

索引儲存：

在儲存資料的同時，建立一個附加的索引表，即索引儲存結構 = 資料 + 索引表。索引表存放各資料元素的地址

索引表的組織方式:
順序儲存：索引表佔用連續空間
鏈式儲存
索引儲存：多級索引（多重索引）
 例如，二級索引：將一個大檔案的所有索引表（二級索引)的地址放在另一個索引表（一級索引)中
 此外，還有三級索引等。

雜湊儲存：根據資料元素的特殊欄位（稱為關鍵字key），計算資料元素的存放地址，然後資料元素按地址存放，所得到的儲存結構為雜湊儲存結構(或Hash結構)。

（3）資料的操作（演算法實現）

基本的資料操作：增刪改查
查詢：在資料結構中尋找滿足某條件的資料元素的位置或值。
插入：在資料結構中新增新的資料元素。
刪除：刪去資料結構中指定的資料元素。
更新：改變資料結構中某個資料元素一個或多個數據項的值。

排序：重新安排資料元素之間的邏輯順序，使之按（某個資料項的）值由小（大）到大（小）的次序排列

2.什麼是演算法？

演算法是一個有窮規則（或語句、指令）的有序集合。它確定瞭解決某一問題的一個操作序列。對於問題的初始輸入，通過演算法有限步的執行，產生一個或多個輸出。
 簡單地說，演算法是指解決問題的由一系列具體步驟組成的方法或過程。
對特定問題求解步驟的一種描述

是一有限長的操作序列       

演算法的性質：

1)有窮性—— 演算法執行的步驟是有限的，就是說是可終止的；

2)    確定性—— 每個計算步驟無二義性；

3)    可行性—— 每個計算步驟能夠在有限的時間內完成；

4)   輸入—— 演算法有一個或多個輸入；

5)    輸出—— 演算法有一個或多個輸出。