接上一节我们讲到什么是数据，不记得同学，可看看上一节的内容。我们今天来讲数据结构中的结构的定义。

结构？怎一看，有建筑结构，有书本目录结构等等，建筑结构表示建筑物内在物的各个组成部分的关系，目录目录结构表示书中每一章节的顺序，那么数据结构中的结构有表示什么呐？

我们来看看官方定义：相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合。顾名思义，数据相互之间的集合，当然肯定是两个或两个以上数据的关系，就一个数据，那来的关系，在计算机中，每个数据元素都是有意义的，不存在孤立的，杂乱无序的数据元素，每个数据之间都是有一定的内在联系。

每了编写出优秀的程序，我们必须处理好数据元素的特性及要处理对象之间的关系，这也是研究数据结构的真正意义所在。那么这些特定关系中都有哪些关系呐？

一、逻辑结构与物理结构

按照常规分类，我们把数据结构分为逻辑结构和物理结构，这个跟我们把事物分抽象跟具体一样。

结构是非常重要的，它既能节省空间又能提高计算机的运算速度，举个例子：假如给大家提供一个箱子用来装衣服，男同学不事先叠好衣服，直接把衣服丢进去，女同学先把衣服按大小，样式，相同款式的衣服叠起来，然后按照事先考虑好的摆放顺序装进箱子里，最后我看看，同样的空间，女同学装衣服的数量远远大于男同学，这也是一个结构的思维。

1.1、逻辑结构

定义：逻辑结构是指数据对象中数据元素之间的相互关系。，这个跟我们高中学习的集合等数学学到知识类，我们把逻辑结构分为四种：集合结构、线性结构、树形结构、图形结构。

(1) 集合结构

试想一下我们以前用到过的火柴(可能现在的90后或00后很少见过火柴，都是用打火机比较多)，这些火柴看起来都一样的，没有任何区分，它们没有任何关系，每一根都是平等的。

这就是我们现在说的集合：集合结构中的数据元素除了同属于一个集合外，它们之间没有其他关系。每一个数据都是“平等”的，它们的共同属性是“同属于一个集合”。这个跟数学中的集合类似。如下图(圆内的每个数字都是无序平等的分布在圆内)：

(2) 线性结构

线性结构在我们生活中经常遇到，比如我们在排队，它就是一种线性的结构

线性结构中的数据元素之间是一对一的关系。一前一后就是排队的关系。

(3) 树形结构

树形结构在我们生活中也比较常见，比如公司的组织关系，学校的组织关系。

上图中部门或员工之间存在一对或一对多的层次关系，层次关系是树形结构的一种较为重要的概念，其次是一对多，到处我们引出了数据结构中的树形结构的概念：树形结构中的数据元素之间存在一种一对多的层次关系

(4) 图形结构

在开始介绍图形结构前，我们来看看邓超跟孙俪的电影关系图

从图中我们可以看到邓超跟孙俪两人是夫妻关系，他们一起演过电影，又有各自主演的电影。

这种关系就是一个比较典型的图形结构，图形结构在图谱中比较流行使用，它是一种多对多的关系，它的定义是：图形结构的数据元素是多对多的关系

在画数据结构的逻辑结构时，需要注意两点：

• 每个数据元素都是一个独立节点，用圆圈表示
• 元素与元素之间的逻辑关系用连线表示，如果有方向，可以使用箭头表示、

1.2、物理结构

上面介绍了逻辑结构，现在我们来物理结构的定义(有些资料也称为存储结构，都是一回事，大家不要太在意)。物理结构：是指数据的逻辑结构在计算机中的存储形式

在计算机中，以何种方式把数据存储到计算机中的存储器，这就涉及到物理几个，存储器我们可以很好理解，比如硬盘，软盘，光盘，U盘等外部存储器，这些通常用户文件结构来描述存储结构。

数据的存储结构正确反映了数据元素之间的逻辑关系，这才是最为关键的，

数据元素的存储结构主要分为两种形式：顺序存储和链式存储。

(1) 顺序式存储结构

顺序式存储结构比较好理解一些：数据元素放在地址连续的存储单元里，数据的逻辑关系和物理关系是一样的。就跟围棋盘子一样。

这种结构相对来说比较简单，就是排队占位，都按照固定的顺序排好，每个人占一个空间，不插队。

(2) 链式存储结构

顺序式存储结构要求数据元素按顺序排序，不插队，不离队，一个处理完，直接到下一个，但实际排队的时候，总有人不按规矩来，排队离队的情况总会存在。这情况也在计算机中存在，有些数据需要删除也有需要插入的数据，这种情况顺序式存储结构是无法满足这个需求的，这时就引入了链式存储结构。

链式存储结构定义：链式存储结构把数据元素存放在任意的存储单元里，这组存储单元可以是连续的，也可以是不连续的。我们来看看下图。

在链式存储结构中，数据元素的存储关系并不能反映其逻辑关系，这时候需要一个指针(规定起点跟终点)，数据元素只关心与我相关的元素就可以，比如前面跟后面(后面的都不需要太关心)，这样通过指针指定的地址就可以找到相关联数据元素的位置。

这样看来，链式存储比顺序式存储灵活很多，同样的空间，顺序存储需要事先把所有的位置规划好，每个元素都要按照已经标注好的位置存放，是在几号位置就在几号位置，都已经安排好的。而链式存储只需要第一个元素知道了位置，其他的元素只需要知道前面的元素及对应的指针就行，存储的位置地址会告诉元素。

综上，逻辑结构是面向问题的，是为了接近问题，物理结构是面向计算机的，基本目标是将数据集及其逻辑关系存储到计算机的内存中。

二、抽象数据类型

2.1、数据类型

第一次接触抽象事物时都比较难以理解的，我们要需要多想象一下，多思考，每个名词的定义都是具备一定的规律，不会凭空想象的，比如我们定义书，定义动物，定义白电，黑电都是有一定的规划归类的。在数据类型中，我们也是这样定义的：是指一组性质相同的值的集合及定义在此集合上的一些操作的总称。

相同性质的集合及操作，非单个数据元素，在数据结构中，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。类型就是用来说明变量或表达式的取值范围，和所能进行的操作。

当时设计计算机语言的前辈，为什么要考虑数据类型呐，搞那么复杂干嘛，就用一个名称来表示数字，一个符合表示操作不更好吗？现实中真的可以吗？我们来看看一个案例？

大家都想要住房子，当然越大越好，不同的人经济实力不一样，有钱人不可能跟我们黎民百姓一样去住平房，房地产商根据这种情况，就推出来满足不同阶层的房子，有普通上班族的普通商品房、有满足富豪的别墅，有单间，有错层的；有一百多平的，也有几十平的，甚至在一线城市还出现胶囊公寓。。这样就满足了不同人的需要。

在计算机中，内存也不是无限大的，假如你要计算简单的加减法，显然你开辟大量的内存空间，那就大材小用，浪费资源，

于是乎，我们根据数据进行分类，分出来多种数据类型。

java是强类型语言，所以java对于数据类型的规范会相对严格。本质上讲讲数据类型分为两种：

• 基本类型：简单数据类型不能简化的、内置的数据类型，由编程语言本身定义的，表示真实的数字、字符和整数。
• 引用类型：Java本身不支持C++中的结构(struct)或联合(union)数据类型，它的复合数据类型一般都是通过类或接口进行构造，类提供了捆绑数据和方法的方式，同时可以针对程序外部进行信息隐藏

2.2、基本类型

Java语言提供了八种基本类型。六种数字类型（四个整数型，两个浮点型），一种字符类型，还有一种逻辑型(布尔型)。俗称四类八种：

• 第一类：四种整数型 byte short int long
• 第二类：两种浮点型 float double
• 第三类：一种逻辑型 boolean(它只有两个值可取true false)
• 第四类：一种字符型 char

在栈中可以直接分配内存的数据是基本数据类型。

java中默认的整数类型是int类型，如果要定义为float型，则要在数值后加上l或L； 默认的浮点型也是双精度浮点，如果要定义为float型，则要在数值后加上f或F。

2.3、引用类型

在 Java 中一切都被视为了对象，但是我们操作的标识符实际上是对象的一个引用(reference)

简单的说，引用其实就像是一个对象的名字或者别名 (alias)，一个对象在内存中会请求一块空间来保存数据，根据对象的大小，它可能需要占用的空间大小也不等。访问对象的时候，我们不会直接是访问对象在内存中的数据，而是通过引用去访问。引用也是一种数据类型，我们可以把它想象为类似 C++ 语言中指针的东西，它指示了对象在内存中的地址——只不过我们不能够观察到这个地址究竟是什么。

如果我们定义了不止一个引用指向同一个对象，那么这些引用是不相同的，因为引用也是一种数据类型，需要一定的内存空间（stack，栈空间）来保存。但是它们的值是相同的，都指示同一个对象在内存（heap，堆空间）的中位置.

Java 对引用的概念进行了扩充，将引用分为了：强引用（Strong Reference）、软引用（Soft Reference）、弱引用（Weak Reference）、虚引用（Phantom Reference）4 种，这 4 种引用的强度依次减弱。在这里我们就不展开讨论了。

三、今日总结

今天我们讨论了数据结构中结构的定义，我们需要掌握到什么是结构，什么是数据类型的知识，在以后需要用到的时候，我们能很好为归类及应用到它，