原创《数据结构中链式存储结构的教学》：该文是关于数据结构论文范文，为你的论文写作提供相关论文资料参考。
摘 要：链式存储结构是数据在计算机中的一种存储方式,是数据结构课程中重要的教学内容.然而,掌握链式存储结构并灵活使用是不容易的.在分析平时教学中学生学习链式存储结构时常出现的问题的基础上,分别在概念、特点、定义和操作四个方面探讨了讲授链式存儲结构的方法和技巧.
关键词：链式存储结构；数据结构；存储结构；教学方法
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）14-0110-02
在数据结构中,无论是栈、队列、数组等线性结构还是广义表、树和图等非线性结构都可以使用链式存储结构来实现数据元素和关系的存储,如何让学生掌握各种数据结构的链式表示和实现,并能在实际应用中灵活使用是数据结构课程教学中的重点和难点.下面分别从概念、特点、定义和操作四个方面来探讨讲授链式存储结构的方法,以供教学参考.
1链式存储结构的概念
掌握链式存储结构的概念是学习各种不同数据结构的链式表示和实现的前提.因此,教学中首先要让学生明白什么是链式存储结构.相对于可使用数组实现的顺序存储结构来说,学生在学习数据结构之前不仅对链式存储结构的概念是陌生的,而且大多对实现链式结构的基础知识如结构体、指针等也不熟练.因此,在教学中深入浅出地将链式存储结构概念讲解清楚很重要.讲授时可按数据的结构、存储结构再到链式存储结构的顺序从外到内逐层深入地方式讲解,以帮助学生理解概念.
1.1结构
结构指数据元素之间的一种或多种关系,关系可能是线性的,也可能是非线性的.常见的基本结构分为四类,分别是集合、线性表、树和图.当然,通常所说的关系是指数据元素之间的逻辑关系即数据的逻辑结构.简单地理解,结构就是关系.
1.2存储结构
为了在计算机中实现操作,除了分析数据元素之间的关系即得到数据的逻辑结构外,还要考虑它们在计算机中如何存储.数据元素和关系在计算机中的表示称为数据的存储结构,也称为物理结构.简单地理解,存储结构就是数据在计算机中的存储方式.
1.3链式存储结构
链式存储结构是通过记录元素的位置来表示元素与元素之间逻辑关系的一种存储结构.比如,在线性结构中,若两个逻辑上相邻的数据元素在实际存储时不相邻,则可以通过将后一个元素所在的位置记录到前一个元素来实现两个数据元素之间的前后关系.若是非线性结构,同样可以通过记录位置的方式实现两个元素之间的非线性关系,比如双亲和孩子的关系、邻接点关系等.其中,位置是存储元素的地址即指针.在静态链表中,位置是数组的下标.
2链式存储结构的特点
数据结构和算法是计算机科学和工程的基础,任何一个算法的设计取决于数据的逻辑结构,而算法的实现依赖于数据的存储结构.因此,只有掌握了数据存储结构的特点,才能根据实际情况使用合适地存储结构来实现算法.作为一种非顺序存储结构,链式结构有着其自身的特点,掌握这些特点是灵活使用链式存储结构并充分发挥其优点的基础.授课时,可以通过比喻和类比等方式帮助学生掌握其优缺点.
2.1什么是链
链式存储结构的特点体现在“链”字上.所谓“链”,可以想象为用一根绳将原本有一定关系的数据元素串起来,通过“链”可以访问与指定数据元素有关系的其它元素.举个线性结构的例子来说明如何链接,比如,同学A的后面是同学B,即A是B前驱或者说B是A的后继.排座位时,为了能体现出两者的前后关系,若A坐在某个位置,则可以将B直接安排在A的后面,这样A直接往后就可以找到后面的同学B了.当然,也可以选择另一种方式,即B不直接坐在A的后面,而是坐在任何一个空位上,只要将他所坐的位置告诉A,这样A同样可以找到B了.这个例子里,两个数据元素之间的先后关系不是在存储时直接体现出来而是通过记录位置完成的.可以想象,当多个数据元素都按这种方式存储时就类似用一个链串起了所有的元素,用这种方式存储的线性表就称为链表.当然,“链”不仅可以表示线性关系,还可以将“链”进行扩展,根据需要实现如树、图等其它更复杂的关系的表示.
2.2优点
链式存储结构借助地址来表示数据元素之间的关系,数据元素在存储时是按非顺序的方式存储的,因此弥补了顺序存储结构的不足.为使学生更清楚地了解链式存储结构的优点,授课时可采用与顺序存储结构相比较的方式从以下两个方面来讲解.第一,链式存储结构存储元素时所需存储单元是动态申请的,不必担心操作过程中随数据量变化而引起的存储空间不足或浪费问题.在顺序存储结构中,存储空间由一组连续的存储单元组成,因此,存储容量受限.然而,链式存储结构采用需要存储一个元素就动态申请一个存储单元的方式,存储单元可以是连续的,也可以是非连续的.第二,在插入和删除操作时不需要移动数据元素,并且插入、删除操作灵活.在链式存储结构中,由于数据元素之间的关系是借助地址来表示的,因此在进行插入、删除操作时,只需要改变地址就可以实现数据元素之间关系的变化.相对于顺序存储结构来说,不需要将待插人的数据元素位置空出,也不需要将删除的数据元素位置补上.
2.3缺点
除了上述优点之外,链式存储结构也存在一些不足之处.教学中,对链式存储结构缺点的讲解,也可以采用与顺序存储结构相比较的方式从两个方面进行.第一,存储密度低.为了能实现通过地址来表示数据元素之间的关系,需要将数据元素进行封装.以线性结构中的单链表为例,除了存储数据元素本身外,还要存储其后一个元素的地址.因此,应将数据元素封装成一个结点,其中结点包含两个域,一个是数据域,用来存储数据元素值；另一个是指针域,用来存储后一个元素的地址.与顺序存储结构相比,存储一个数据元素的代价更大,不仅需要相应大小的空间来存储数据元素,而且还需要有额外的空间来存储地址.因此,链式存储结构的存储密度相对较低.第二,由于链式存储结构不是按顺序方式存储的,因此不能随机存取,即数据元素必须通过“链”来访问.比如,单链表只有一个链,只能从第一个结点开始通过指针依次访问链表中的每一个结点,当查找某个数据元素时,即使知道该元素在表中的位置,也不能像数组那样随机访问,只能从第一个结点开始查找并计数,当计数到与所给位置的值相同时才能找到该元素.当然,“链”的方式不同,对应的访问方式也不同.比如,双向链表有两个链,可以通过后继链访问表中每一个元素,同时还可以通过前驱链以逆序的方式依次访问每个元素.
数据结构论文参考资料：
结论：数据结构中链式存储结构的教学为关于本文可作为相关专业数据结构论文写作研究的大学硕士与本科毕业论文数据结构论文开题报告范文和职称论文参考文献资料。
