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  • 在前面的文章中提到过,一个完整的程序包含了算法和数据结构。我们通俗的说所谓的算法就是通过逻辑结构(分支结构、循环结构)解决问题的流程;数据结构就是把数据按照某种特定的结构来保存(数组这一常用的数据结构)。...

    在前面的文章中提到过,一个完整的程序包含了算法和数据结构。我们通俗的说所谓的算法就是通过逻辑结构(分支结构、循环结构)解决问题的流程;数据结构就是把数据按照某种特定的结构来保存(数组这一常用的数据结构)。那么今天的文章开始,我们将详细的把数据结构的知识点介绍一遍。

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    什么是数据结构

    关于什么是数据结构,我们先看一下如下三个实例,通过具体的实例,我们让我们更加直观的认识什么是数据结构。

    例1:已知游泳池的长len宽wide,求area。

    通过已知条件我们不难发现,这是一个数值问题,我们首先给他建模型,问题涉及的对象:长len宽wide,面积area,他们之间的关系:area=len*wide,我们根据这三个对象的问题设计求解问题的方法。

    例2:已知某班级学生情况,要求按入学成绩排序

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    在这类非数值类文档管理的数学模型中,计算机处理的对象之间通常存在着一种最简单的线性关系,这类数学模型称之为线性模型。

    例3:城市间交通网问题(图一):这种数学模型是一种成为“图”的数据结构。

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    综上所述,概括的说:数据结构是一门研究非数值计算的程序设计中,计算机的操作对象以及它们之间的关系和操作的学科。

    在了解了什么是数据结构后,我们分别介绍一下数据结构学科中的基本概念:

    数据与数据结构

    所谓数据是指所有能够被输入到计算机中,并且能被计算机处理的符号的集合,是计算机操作对象的总称。是计算机处理的信息的某种特定符号表示形式。比如:一个数、一个字符串、图像、声音等。

    数据元素是数据的基本单位,数据(集合)中的一个“个体”,是数据结构中讨论的基本单位,计算机程序通常将其作为一个整体进行处理。数据项是数据结构中讨论的最小单位,数据元素可以是数据项的集合。数据相同数据元素的集合我们称之为数据对象。

    那么在这里,我们可以对数据结构做一个简单的解释:数据结构是相互间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合,我们又称之为数据的“逻辑结构”。

    数据的逻辑结构我们可以分为四类:线性结构、树形结构、图状结构、集合结构

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    数据结构的形式定义

    我们把数据结构的形式定义为:数据结构是一个二元组,Data_Structures=(D,S)。其中D是数据元素的有限集,S是D上关系的有限集。

    例:在计算机学科中,复数可以如下定义:

    复数是一种数据结构,Complex=(C,R)

    其中C是两个实数的集合{c1,c2},R={P},P是关系{},其中表示复数的实部、虚部。

    这种数据结构的定义是对操作对象的数学描述,是抽象出来的数学模型。结构定义中的关系是数据元素之间的逻辑关系,因此,这样定义的结构称之为“逻辑结构”。但是,我们研究数据结构的目的是为了在计算机中实现对它的操作,因此需要研究如何在计算机中表示这种逻辑结构。我们在下一篇文章中将介绍:数据的存储结构。

    知识无限,小编在文章编辑过程中难免出现不尽人意的地方,欢迎大家批评指正,小编也将不断积累完善自己,让我们共同进步

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  • Java对象组成

    千次阅读 2021-01-20 13:25:01
    Java对象保存在内存中时,以下三部分组成 1,对象头 2,实例数据 3,对齐填充字节 一,对象头 java的对象以下三部分组成: 1,Mark Word 2,指向类的指针 3,数组长度(只有数组对象才有)...

    Java对象保存在内存中时,由以下三部分组成

    1,对象头

    2,实例数据

    3,对齐填充字节

    一,对象头

    java的对象头由以下三部分组成:

    1,Mark Word

    2,指向类的指针

    3,数组长度(只有数组对象才有)

     

    1,Mark Word

    Mark Word记录了对象和锁有关的信息,当这个对象被synchronized关键字当成同步锁时,围绕这个锁的一系列操作都和Mark Word有关。

    Mark Word在32位JVM中的长度是32bit,在64位JVM中长度是64bit。

    Mark Word在不同的锁状态下存储的内容不同,在32位JVM中是这么存的:

    锁状态

    25bit

    4bit

    1bit

    2bit

    23bit

    2bit

    是否偏向锁

    锁标志位

    无锁

    对象的HashCode

    分代年龄

    0

    01

    偏向锁

    线程ID

    Epoch

    分代年龄

    1

    01

    轻量级锁

    指向栈中锁记录的指针

    00

    重量级锁

    指向重量级锁的指针

    10

    GC标记

    11

    其中无锁和偏向锁的锁标志位都是01,只是在前面的1bit区分了这是无锁状态还是偏向锁状态。

    JDK1.6以后的版本在处理同步锁时存在锁升级的概念,JVM对于同步锁的处理是从偏向锁开始的,随着竞争越来越激烈,处理方式从偏向锁升级到轻量级锁,最终升级到重量级锁。

     

    JVM一般是这样使用锁和Mark Word的:

    1,当没有被当成锁时,这就是一个普通的对象,Mark Word记录对象的HashCode,锁标志位是01,是否偏向锁那一位是0。

    2,当对象被当做同步锁并有一个线程A抢到了锁时,锁标志位还是01,但是否偏向锁那一位改成1,前23bit记录抢到锁的线程id,表示进入偏向锁状态。

    3,当线程A再次试图来获得锁时,JVM发现同步锁对象的标志位是01,是否偏向锁是1,也就是偏向状态,Mark Word中记录的线程id就是线程A自己的id,表示线程A已经获得了这个偏向锁,可以执行同步锁的代码。

    4,当线程B试图获得这个锁时,JVM发现同步锁处于偏向状态,但是Mark Word中的线程id记录的不是B,那么线程B会先用CAS操作试图获得锁,这里的获得锁操作是有可能成功的,因为线程A一般不会自动释放偏向锁。如果抢锁成功,就把Mark Word里的线程id改为线程B的id,代表线程B获得了这个偏向锁,可以执行同步锁代码。如果抢锁失败,则继续执行步骤5。

    5,偏向锁状态抢锁失败,代表当前锁有一定的竞争,偏向锁将升级为轻量级锁。JVM会在当前线程的线程栈中开辟一块单独的空间,里面保存指向对象锁Mark Word的指针,同时在对象锁Mark Word中保存指向这片空间的指针。上述两个保存操作都是CAS操作,如果保存成功,代表线程抢到了同步锁,就把Mark Word中的锁标志位改成00,可以执行同步锁代码。如果保存失败,表示抢锁失败,竞争太激烈,继续执行步骤6。

    6,轻量级锁抢锁失败,JVM会使用自旋锁,自旋锁不是一个锁状态,只是代表不断的重试,尝试抢锁。从JDK1.7开始,自旋锁默认启用,自旋次数由JVM决定。如果抢锁成功则执行同步锁代码,如果失败则继续执行步骤7。

    7,自旋锁重试之后如果抢锁依然失败,同步锁会升级至重量级锁,锁标志位改为10。在这个状态下,未抢到锁的线程都会被阻塞。

     

    2,指向类的指针

    该指针在32位JVM中的长度是32bit,在64位JVM中长度是64bit。

    Java对象的类数据保存在方法区。

     

    3,数组长度

    只有数组对象保存了这部分数据。

    该数据在32位和64位JVM中长度都是32bit。

     

    二,实例数据

    对象的实例数据就是在java代码中能看到的属性和他们的值。

     

    三,对齐填充字节

    因为JVM要求java的对象占的内存大小应该是8bit的倍数,所以后面有几个字节用于把对象的大小补齐至8bit的倍数,没有特别的功能。

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  • 在数据库中,数据是由表名、表中的字段和表的记录三个部分组成的。在建立表之前都必须先设计它的结构,表结构描述了一个表的框架。设计表结构实际上就是定义组成一个表的字段个数,每个字段的名称、数据类型和长度...

    在数据库中,数据表是由表名、表中的字段和表的记录三个部分组成的。在建立表之前都必须先设计它的结构,表结构描述了一个表的框架。设计表结构实际上就是定义组成一个表的字段个数,每个字段的名称、数据类型和长度等信息。

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    在建立表之前都必须先设计它的结构,表结构描述了一个表的框架。设计表结构实际上就是定义组成一个表的字段个数,每个字段的名称、数据类型和长度等信息。

    设计数据表结构就是定义数据表文件名,确定数据表包含哪些字段,各字段的字段名、字段类型、及宽度,并将这些数据输入到计算机当中。

    设计表的结构

    1、确定表名。表名要确保其唯一性,表的名称要与用途相符,简略、直观、见名知意。

    2、确定字段名称。

    ⑴字段名长度小于64个字符。

    ⑵字段名可以包括字母、汉字、数字、空格和其他字符。

    ⑶字段名不可以包括句号(。)、感叹号(!)、方括号([])和重音符号(、)。

    ⑷字段名不可以以先导空格开头。

    3、确定字段类型。Access提供了10种数据类型,满足字段的不同需要。

    4、确定字段属性。如字段大小、格式、默认值、必填字段、有效性规则、有效性文本和索引等。

    5、确定表中唯一能识别记录的主关键字段,即主键。

    数据类型

    数据库中常用的数据类型有以下10种。文本型

    文本型是默认的数据类型,最多255个字符,默认长度是50个字符。通过设置“字段大小”属性,可以设置“文本”字段中允许输入的最大字符数。文本中包含汉字时,一个汉字也只占一个字符。如果输入的数据长度不超过定义的字段长度,则系统只保存输入到字段中的字符,该字段中未使用的位置上的内容不被保存。文本型通常用于表示文字或不需要计算的数字,例如姓名、地址、学号和邮编等。

    备注型

    备注型允许存储的内容可以长达65 535个字符,与文本型数据本质上是相同的,适合于存放对事物进行详细描述的信息,如个人简历、备注和摘要等。

    数字型

    由数字0~9,小数点和正负号构成,用于进行算术运算的数据,数字型字段又细分为整型、长整型、字节型、单精度型和双精度型等类型,其长度由系统分别设置为2,4,1,4,8个字节。

    系统默认数字型字段长度为长整型。单精度型小数位数精确到7位,双精度型小数位数精确到15位。字节型只能保存从0到255的整数。

    日期时间型

    用于表示100~9999年之间任意日期和时间的组合。日期/时间型数据的存放和显示格式完全取决于用户定义格式。根据存放和显示格式的不同,又分为常规日期、长日期、中日期、短日期、长时间、中时间和短时间等类型,系统默认其长度为8个字节。

    货币型

    用于存储货币值。向该字段输入数据时,系统会自动添加货币符号和千位分隔符,货币型数据的存放和显示格式完全取决于用户定义格式。根据存放和显示格式的不同,又分为常规数据、货币、欧元、固定和标准等类型。

    货币型数据整数部分的最大长度为15位,小数部分长度不能超过4位。

    自动编号型

    用于存放递增数据和随机数据。在向表中添加记录时,由系统为该字段指定唯一的顺序号,顺序号的确定有两种方法,分别是递增和随机。

    递增方法是默认的设置,每新增一条记录,该字段的值自动增1。

    使用随机方法时,每新增加一条记录,该字段的数据被指定为一个随机的长整型数据。

    该字段的值一旦由系统指定,就不能进行删除和修改。因此,对于含有该类型字段的表,在操作时应注意以下问题:

    (1)如果删除一个记录,其他记录中该字段的值不会进行调整;

    (2)如果向表中添加一条新的记录,该字段不会使用被删除记录中已经使用过的值;

    (3)用户不能对该字段的值进行指定或修改。

    每一个数据表中只允许有一个自动编号型字段,其长度由系统设置为4个字节,如顺序号、商品编号和编码等。

    是\否型

    用于判断逻辑值为真或假的数据,表示为Yes/No、True/False或On/Off。字段长度由系统设置为一个字节。如是否通过、婚否等。

    OLE对象型

    OLE(Object Linking and Embedding,对象的链接与嵌入)用于链接或嵌入由其他应用程序所创建的对象。例如,在数据库中嵌入声音、图片等,它的大小可以达到1GB。

    链接和嵌入的方式在输人数据时可以进行选择,链接对象是将表示文件内容的图片插人到文档中,数据库中只保存该图片与源文件的链接,这样对源文件所做的任何更改都能在文档中反映出来;而嵌入对象是将文件的内容作为对象插入到文档中,该对象也保存在数据库中,这时插入的对象就与源文件无关了。

    超链接型

    用于存放超链接地址,链接到Internet、局域网或本地计算机上,大小不超过2048个字节。

    查阅向导型

    用于创建查阅向导字段,用户可使用列表框或组合框的形式查阅其他表或本表中其他字段的值。一般为4个字节。

    相关教程推荐:《数据库视频教程》、《PHP教程》

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  • 基本概念和术语 程序设计 = 数据结构 + 算法 什么是数据结构,首先需要知道以下的几个基本概念和术语: 1.数据 2.数据元素 3.数据项 4.数据对象 5.数据结构

    《大话数据结构》——基本概念和术语

    程序设计 = 数据结构 + 算法

    什么是数据结构,首先需要知道以下的几个基本概念和术语:

    1.数据

    数据:是描述客观事物的符号,是计算机中可以操作的对象,是能被计算机识别,并输入给计算机处理的符号集合。 数据不仅仅包括整型,实型等数值类型,还包括字符及声音、图像、视频等非数值类型。

    2.数据元素

    数据元素: 是组成数据的、有一定意义的基本单位,在计算机中通常作为整体处理。也被称为记录。 比如,人,牛,马,羊,猪,狗等等。

    3.数据项

    数据项:一个数据元素可以由若干个数据项组成。 比如人是一个数据元素,可以由眼,耳,鼻,手等这些数据项构成,也可有姓名,年龄,性别等数据项。
    数据项是数据不可分割的最小单位。

    4.数据对象

    数据对象:是性质相同的数据元素的集合,是数据的子集。

    5.数据结构

    结构,简单的理解就是关系,比如分子结构,就是说组成分子的原子之间的排列方式。严格点说,结构是指各个组成部分相互搭配和排列的方式。不同的数据元素之间不是独立的,而是存在特定的关系,我们称之为结构。
    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。

    总结:

    概念和术语
    简单的理解:
    数据对象,相当于数据库中的一张表。
    数据元素,相当于表中的一行信息。
    数据项,相当于每一行中的一列的值。
    数据,以上的所有都称之为数据。

    以上摘自《大话数据结构》第一章数据结构绪论

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