存储结构是数据结构在计算机中的表示,也称为数据的物理结构,它涉及数据元素在计算机内存中的组织和存储方式,是实现数据逻辑结构的基础,以下是对存储结构的详细解释:
1、基本概念
顺序存储方法:顺序存储方法是把逻辑上相邻的结点存储在物理位置相邻的存储单元里,结点间的逻辑关系由存储单元的邻接关系来体现,由此得到的存储表示称为顺序存储结构,顺序存储结构是一种最基本的存储表示方法,通常借助于程序设计语言中的数组来实现。
链接存储方法:链接存储方法不要求逻辑上相邻的结点在物理位置上亦相邻,结点间的逻辑关系是由附加的指针字段表示的,由此得到的存储表示称为链式存储结构,链式存储结构通常借助于程序设计语言中的指针类型来实现。
2、主要分类
顺序存储方式:顺序存储方式是指将所有的数据元素放在一段连续的存储空间中,并使逻辑上相邻的数据元素其对应的物理存储位置也是相邻的(即保证逻辑位置关系与物理位置关系的一致),顺序存储结构通常借助程序设计语言中的数组来加以实现。
链式存储方式:链式存储方式不需要将逻辑上相邻的元素存储在物理位置相邻的位置,也就是说数据元素的存储具有任意性,每个数据元素所对应的存储表示由两部分组成,一部分存储元素值本身,另一部分用于存放表示逻辑关系的指针,我们可以认为指针给出的是下一个数据元素的存储地址。
索引存储方式:索引存储方式在存储数据元素的同时还增加了一个索引表,索引表中的每一项包括关键字和地址,关键字是能够唯一标示一个数据元素的数据项,地址是指示数据元素的存储地址或者存储区域的首地址。
散列存储方式:散列存储也称为哈希存储,这种存储方式将数据元素存储在一个连续的区域,每一个数据元素的具体存储位置是根据该数据的关键字值,通过散列(哈希)函数直接计算出来的。
3、相关比较
顺序存储结构:在顺序存储中,每个存储空间含有所存元素本身的信息,元素之间的逻辑关系是通过数组下标位置简单计算出来的线性表的顺序存储,若一个元素存储在对应数组中的下标位置为i,则它的前驱元素在对应数组中的下标位置为i-1,它的后继元素在对应数组中的下标位置为i+1,由于每个元素的存储位置都可以通过简单计算得到,所以访问元素的时间都相同。
链式存储结构:在链式存储结构中,存储结点不仅含有所存元素本身的信息,而且含有元素之间逻辑关系的信息,数据的链式存储结构可用链接表来表示,其中data表示值域,用来存储节点的数值部分;Pl,p2,…,Pill(1n≥1)均为指针域,每个指针域为其对应的后继元素或前驱元素所在结点的存储位置,通过结点的指针域可以访问到对应的后继结点或前驱结点,若一个结点中的某个指针域不需要指向其他结点,则令它的值为空(NULL),由于每个元素的存储位置保存在它的前驱或后继结点中,所以只有当访问到其前驱结点或后继结点后才能够按指针访问到,访问任一元素的时间与该元素结点在链式存储结构中的位置有关。
4、应用场景
顺序存储结构:顺序存储结构适用于需要频繁进行随机访问的场景,例如数组的索引访问,由于数据元素在物理位置上是连续的,因此可以通过计算偏移量快速访问任意位置的元素。
链式存储结构:链式存储结构适用于需要频繁插入和删除操作的场景,例如动态数组、链表等,由于数据元素在物理位置上不一定是连续的,因此可以在不移动其他元素的情况下直接插入或删除元素。
存储结构是数据结构在计算机中的具体实现方式,它决定了数据元素在计算机内存中的组织和存储方式,不同的存储结构具有不同的特点和适用场景,选择合适的存储结构可以提高数据处理的效率和性能。
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