1.2　基本概念和术语

在学习数据结构的过程中，经常会涉及一些基本概念和专业术语会经常出现，下面先来了解一下这些基本概念和术语。

1．数据

数据（data）是描述客观事物的符号，能输入到计算机中并能被计算机程序处理的符号集合。它是计算机程序加工的“原料”。例如，一个文字处理程序（如Microsoft Word）的处理对象就是字符串，一个数值计算程序的处理对象就是整型和浮点型数据。因此，数据的含义非常广泛，如整型、浮点型等数值类型及字符、声音、图像、视频等非数值数据都属于数据范畴。

2．数据元素

数据元素（data element）是数据的基本单位，在计算机程序中通常作为一个整体来考虑和处理。一个数据元素可由若干个数据项（data item）组成，数据项是数据不可分割的最小单位。例如，一个学校的教职工基本情况表包括工号、姓名、性别、籍贯、所在院系、出生年月及职称等数据项，如表1.1所示。表中的一行就是一个数据元素，也称为一条记录。

表1.1　教职工基本情况

3．数据对象

数据对象（data object）是性质相同的数据元素的集合，是数据的一个子集。例如，对于正整数来说，数据对象是集合N={1,2,3,…}；对于字母字符数据来说，数据对象是集合C={'A','B','C',…}。

4．数据结构

数据结构（data structure）即数据的组织形式，它是数据元素之间存在的一种或多种特定关系的数据元素集合。在现实世界中，任何事物都是有内在联系的，而不是孤立存在的，同样在计算机中，数据元素不是孤立的、杂乱无序的，而是具有内在联系的数据集合。例如，表1.1所示的教职工基本情况表是一种表结构，学校的组织机构是一种层次结构，城市之间的交通路线属于图结构，如图1.2和图1.3所示。

图1.2　学校组织机构图

图1.3　城市之间交通路线图

5．数据类型

数据类型（data type）用来刻画一组性质相同的数据及其上的操作。数据类型是按照值的不同进行划分的。在高级语言中，每个变量、常量和表达式都有各自的取值范围，该类型就说明了变量或表达式的取值范围以及所能进行的操作。例如，在Python语言中，一个英文字符占一个字节，即8位，对于使用UTF-8编码的汉字来说，一个中文字符占3个字节，对于使用GBK编码的汉字来说，一个汉字占2个字节。在相同的字符编码情况下，字符类型决定了它的取值范围，同时也定义了在其范围内可以进行赋值运算、比较运算等。

在Python语言中，数据类型按照结构可分为：原子类型和结构类型。原子类型是不可以再分解的基本类型，包括整型、浮点型、复数型、布尔型、字符串型。结构类型是可以再分解的，它由若干个类型组合而成，包括列表、元组、集合、字典，如图1.4所示。

图1.4　数据类型

随着计算机技术的飞速发展，计算机从最初仅能够处理数值信息，发展到现在能处理的对象包括数值、字符、文字、声音、图像及视频等信息。任何信息只要经过数字化处理，能够让计算机识别，都能够进行处理。当然，这需要对要处理的信息进行抽象描述，让计算机能理解。