数据结构是什么？

数据结构是什么呢？

首先得知道数据是什么？数据是对客观事务的符号表示，在计算机科学中是指所有能输入到计算机中并被计算机程序处理的符号总称。那为何加上“结构”两字？
数据元素是数据的基本单位，而任何问题中，数据元素都不是独立存在的，它们之间总是存在着某种关系，这种数据元素之间的关系我们称之为结构。
因此，我们有了以下定义：
数据结构是计算机存储、组织数据的方式。数据结构是指相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合。通常情况下，精心选择的数据结构可以带来更高的运行或者存储效率。数据结构往往同高效的检索算法和索引技术有关。
简单讲，数据结构就是组织，管理以及存储数据的方式。虽然理论上所有的数据都可以混杂，或者糅合，或者饥不择食，随便存储，但是计算机是追求高效的，如果我们能了解数据结构，找到较为适合当前问题场景的数据结构，将数据之间的关系表现在存储上，计算的时候可以较为高效的利用适配的算法，那么程序的运行效率肯定也会有所提高。
常用的4种数据结构有：
集合：只有同属于一个集合的关系，没有其他关系
线性结构：结构中的数据元素之间存在一个对一个的关系
树形结构：结构中的数据元素之间存在一个对多个的关系
图状结构或者网状结构：图状结构或者网状结构

何为逻辑结构和存储结构？

数据元素之前的关系在计算机中有两种不同的表示方法：顺序映像和非顺序映像，并且由此得到两种不同的存储结构：顺序存储结构和链式存储结构，比如顺序存储结构，我们要表示复数z1 =3.0 - 2.3i,可以直接借助元素在存储器中的相对位置来表示数据元素之间的逻辑关系：

而链式结构，则是以指针表示数据元素之间的逻辑关系，同样是z1 =3.0 - 2.3i，先找到下一个是 100，是一个地址，根据地址找到真实的数据-2.3i:

位（bit）

在计算机中表示信息的最小的单位是二进制数中的一位，叫做位。也就是我们常见的类似01010101010这种数据，计算机的底层就是各种晶体管，电路板，所以不管是什么数据，即使是图片，声音，在最底层也是0和1,如果有八条电路，那么每条电路有自己的闭合状态，有8个2相乘，2^8^，也就是256种不同的信号。

 

但是一般我们需要表示负数，也就是最高的一位表示符号位，0表示正数，1表示负数，也就是8位的最大值是01111111，也就是127。

 

值得我们注意的是，计算机的世界里，多了原码，反码，补码的概念：

 

原码：用第一位表示符号，其余位表示值

反码：正数的补码反码是其本身，负数的反码是符号位保持不变，其余位取反。

补码：正数的补码是其本身，负数的补码是在其反码的基础上 + 1

为什么有了原码还要反码和补码？

我们知道加减法是高频的运算，人可以很直观的看出加号减号，马上就可以算出来，但是计算机如果区分不同的符号，那么加减就会比较复杂，比如正数+正数，正数-正数，正数-负数，负数+负数...等等。于是，有人就想用同一个运算器（加号运算器），解决所有的加减法计算，可以减少很多复杂的电路，以及各种符号转换的开销，计算也更加高效。

 

我们可以看到，下面负数参加运算的结果也是符合补码的规则的：

 00100011		35
 +      11011101	   -35
-------------------------
        00000000       0

        00100011		35
 + 	    11011011	   -37
-------------------------
        11111110       -2

也是由于会出现多个元素可能hash到一起，但有一个数据被踢出了集合，我们想把它映射的位，置为0，相当于删除该数据。这个时候，就会影响到其他的元素，可能会把别的元素映射的位，置为了0。这也就是为什么布隆过滤器不能删除的原因。