数据结构、数据类型、抽象数据类型之间的区别

2022年11月10日 283次阅读 来源: 一号业余玩家

三者的定义（蓝字可忽略）：

  • 数据结构：是相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合，包括逻辑结构和物理结构。（数据元素是最基本的数据单位，最基本的数据元素是一个二进制位。）
    • 逻辑结构指反映数据元素之间的逻辑关系的数据结构，其中的逻辑关系是指数据元素之间的前后件关系，而与他们在计算机中的存储位置无关。包括： 
      • 1.集合：数据结构中的元素之间除了“同属一个集合” 的相互关系外，别无其他关系； 
      • 2.线性结构：数据结构中的元素存在一对一的相互关系； 
      • 3.树形结构：数据结构中的元素存在一对多的相互关系； 
      • 4.图形结构：数据结构中的元素存在多对多的相互关系。
    • 物理结构：指数据的逻辑结构在计算机存储空间的存放形式。 
      • 数据的物理结构是数据结构在计算机中的表示（又称映像），它包括数据元素的机内表示和关系的机内表示。由于具体实现的方法有顺序、链接、索引、散列等多种，所以，一种数据结构可表示成一种或多种存储结构。 
      • 数据元素的机内表示（映像方法）： 用二进制位（bit）的位串表示数据元素。通常称这种位串为节点（node）。当数据元素有若干个数据项组成时，位串中与个数据项对应的子位串称为数据域（data field）。因此，节点是数据元素的机内表示（或机内映像）。 
      • 关系的机内表示（映像方法）：数据元素之间的关系的机内表示可以分为顺序映像和非顺序映像，常用两种存储结构：顺序存储结构和链式存储结构。顺序映像借助元素在存储器中的相对位置来表示数据元素之间的逻辑关系。非顺序映像借助指示元素存储位置的指针（pointer）来表示数据元素之间的逻辑关系。 
  • 数据类型：是一个值的集合以及定义在这个值集上的一组操作。数据类型的分类为：原子类型和结构类型。
    • 为什么要有数据类型：计算机中内存也是有限的，为了提高内存使用效率，不浪费空间，自然是需要设计出数据类型来划定多大数据占多大内存空间，就有了数据类型。
  • 抽象数据类型：抽象数据类型(Abstract Data Type 简称ADT)是指一个数学模型以及定义在此数学模型上的一组操作。抽象数据类型需要通过固有数据类型（高级编程语言中已实现的数据类型，如int，float等）来实现。抽象数据类型是与表示无关的数据类型，是一个数据模型及定义在该模型上的一组运算。

数据结构和数据类型的区别：

  • 数据类型的分类为：原子类型和结构类型；
    • 原子类型 = 一种值的集合 + 定义在值集合上的一组操作。（比如：int，float，字符串）
      • int型：包括值集（1,2,3,4,5。。。），并且可以在这些值上进行+-*/
    • 结构类型 = 一种数据结构 + 定义在这种数据结构上的一组操作。（比如：python中的列表，字典，元组）
    • 原子类型 + 结构类型 = 数据类型
  • 总结：数据结构是一种值（值=数据元素）的集合（根据数据结构的定义，只是给“值的集合”加了个约束：数据元素相互之间存在一种或多种特定关系，所以可以把数据结构看作一种值的集合），这种值集+定义在值集上的一组操作就是结构类型，而结构类型是数据类型的一种，所以数据结构是一种数据类型。
  • 数据结构可以看成是数据类型的一个子集（如下图）：

《数据结构、数据类型、抽象数据类型之间的区别》

数据类型与抽象数据类型的区别：

  • 数据抽象的意义在于数据类型的数学抽象特性。抽象数据类型和数据类型实质上都是概念，只不过抽象数据类型是对数据类型的进一步抽象。不仅限于各种不同的计算机处理器中已经实现的数据类型，还包括为解决更为复杂的问题而由用户自定义的复杂数据类型。不仅限于各种不同的计算机处理器中已经实现的数据类型，还包括为解决更为复杂的问题而由用户自定义的复杂数据类型。如：C++中的类就是抽象数据类型的一种具体实现。
  • 通俗的讲：抽象数据类型，泛指除基本数据类型以外的数据类型。
    • 什么叫类型？就是一类数据。基本数据类型被人做是最基本地，不可再划分的数据，一般就是整形、浮点型、以及字符型。抽象数据类型是由若干基本数据类型归并之后形成的一种新的数据类型，这种类型由用户定义，功能操作比基本数据类型更多，一般包括结构体和类。其实说白了，抽象数据类型就是把一些有一定关联的基本数据类型打包，然后当做新的数据类型使用。
    • 抽象数据类型的用处：比如你要实现对一个人地信息管理，如果你只用基本数据类型那么你需要定义很多数据类型的变量比如名字、性别、出生地、生日之类的，并且操作起来不方便。如果用抽象数据来实现就简单了，直接把这些信息放包装在一个新的数据类型中，然后就可以直接定义这样的一个变量就可以了。

如果还不清楚两者的区别的话可以参考一下这篇文章：https://blog.csdn.net/weixin_42257806/article/details/80892797

数据结构和抽象数据类型之间的区别：

  • “数据结构”定义为一个二元组（D，S），即两个集合，D是数据元素的集合，S是数据元素之间一个或多个关系的集合。
  • “抽象数据类型”本质是“数据类型”，与计算机相关，涉及数据的存储及如何用存储来反应数据元素之间的关系。它定义为一个三元组（D，S，P），加上的P是定义的一组针对存储的数据操作（如插入，删除，排序等）。
  • 总之“抽象数据类型”是“物理”概念，“数据结构”是“逻辑”概念。“抽象数据类型”来实现“数据结构”。

上面就是对数据结构、数据类型、抽象数据类型之间的区别的说明，若有错误，欢迎指正。

    原文作者：一号业余玩家
    原文地址: https://blog.csdn.net/permition/article/details/102886366
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