數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教我們有效地存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，既要存儲(chǔ)數(shù)據(jù)本身，還要存儲(chǔ)數(shù)據(jù)之間的關(guān)系。

存儲(chǔ)數(shù)據(jù)本身，也就是將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到內(nèi)存里。數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的存儲(chǔ)狀態(tài)，就稱為數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，也叫物理結(jié)構(gòu)。

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，將數(shù)據(jù)之間的關(guān)系稱為數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)。以下圖所示的家譜圖為例，數(shù)據(jù)之間存在很多關(guān)系，比如張亮是張平的父輩、是張靜的祖輩等，所有這些關(guān)系就構(gòu)成了數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)。

數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)

在內(nèi)存中，數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)無非有以下兩種情況：
1) 集中存儲(chǔ)：所有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在一整塊內(nèi)存空間中，數(shù)據(jù)之間緊挨著存放，如下圖所示：

2) 分散存儲(chǔ)：各個(gè)數(shù)據(jù)隨機(jī)存儲(chǔ)在內(nèi)存空間中，如下圖所示：

兩種存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)各有優(yōu)勢，將數(shù)據(jù)集中存儲(chǔ)，方便后續(xù)查找數(shù)據(jù)；將數(shù)據(jù)分散存儲(chǔ)，方便后續(xù)增加或者刪除數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，用順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)（順序表）實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的集中存儲(chǔ)，用鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)（鏈表）實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的分散存儲(chǔ)。有關(guān)這兩種存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，我們會(huì)在后續(xù)章節(jié)中做詳細(xì)講解。

數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)之間可能存在的關(guān)系，有以下 4 種情況：

1) 無關(guān)系

所謂“無關(guān)系”，即數(shù)據(jù)之間不存在任何關(guān)系。例如上圖中，{1,2,3,4} 中各個(gè)數(shù)據(jù)之間就沒有任何關(guān)系。

2) 一對(duì)一

上圖的數(shù)據(jù)集中，每個(gè)數(shù)據(jù)的左側(cè)有且僅有一個(gè)數(shù)據(jù)與其相鄰（除 1 外）；同樣，每個(gè)數(shù)據(jù)的右側(cè)也只有一個(gè)數(shù)據(jù)與其相鄰（除 n 外），所有的數(shù)據(jù)都是如此，數(shù)據(jù)之間就是“一對(duì)一”的邏輯結(jié)構(gòu)；

3) 一對(duì)多

圖 1 所示的“家譜圖”中，數(shù)據(jù)之間就是“一對(duì)多”的邏輯結(jié)構(gòu)。

以“張平”為例，他的父輩是“張亮”；他有兩個(gè)孩子，分別是“張晶”和“張磊”?！皬埰健焙推渌鼣?shù)據(jù)之間就是“一對(duì)多”的關(guān)系，整個(gè)數(shù)據(jù)集呈現(xiàn)“一對(duì)多”的邏輯結(jié)構(gòu)。

4) 多對(duì)多

{V1,V2,V3,V4} 數(shù)據(jù)之間就具有“多對(duì)多”的邏輯結(jié)構(gòu)。

例如，從 V1 出發(fā)可以到達(dá) V2、V3、V4；同樣，從 V2、V3、V4 也可以到達(dá) V1。V1 和其它數(shù)據(jù)之間就是“多對(duì)多”的邏輯關(guān)系。

多對(duì)多關(guān)系和一對(duì)多關(guān)系的區(qū)別在于：一對(duì)多關(guān)系中不存在環(huán)路，而多對(duì)多關(guān)系中存在環(huán)路，比如V1->V3->V2->V1就是一個(gè)環(huán)路。

針對(duì)每一種邏輯結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都提供了存儲(chǔ)它們的方案：

• 查找表存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)：專門存儲(chǔ)無邏輯結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)；

• 線性存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)：專門存儲(chǔ)具有“一對(duì)一”邏輯結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)；

• 樹存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)：專門存儲(chǔ)具有“一對(duì)多”邏輯結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)；

• 圖存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)：專門用來存儲(chǔ)具有“多對(duì)多”關(guān)系的數(shù)據(jù)；

以上這些存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，后續(xù)會(huì)一一做詳細(xì)地講解。

總結(jié)

關(guān)于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，與其說它是一門研究存儲(chǔ)數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)之間關(guān)系的學(xué)科，還可以這樣概括：它是一門研究數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和邏輯結(jié)構(gòu)的學(xué)科。通過研究數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)，可以掌握存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的方法；通過研究數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)，可以掌握存儲(chǔ)數(shù)據(jù)之間關(guān)系的方法。

數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)有 2 種，分別是集中存儲(chǔ)和分散存儲(chǔ)。如果想集中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，就選擇順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)；如果想分散存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，就擇鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)。

數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)有 4 種，分別是“無關(guān)系”、“一對(duì)一”、“一對(duì)多”和“多對(duì)多”。無邏輯關(guān)系的數(shù)據(jù)可以選用查找表存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)；具有“一對(duì)一”關(guān)系的數(shù)據(jù)可以選用線性存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)；具有“一對(duì)多”關(guān)系的數(shù)據(jù)可以選用樹存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)；具有“多對(duì)多”關(guān)系的數(shù)據(jù)可以選用圖存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)

實(shí)際場景中，確定了數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和邏輯結(jié)構(gòu)，就可以敲定數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)方案。比如，數(shù)據(jù)呈現(xiàn)“一對(duì)多”關(guān)系，想分散存儲(chǔ)，那么就選用【樹的鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)】。