Разработчикам часто приходится иметь дело со структурами данных при выполнении разных задач: создавать с нуля или применять готовые. Существуют разные виды таких структур, но в работе чаще всего встречаются 7 наиболее популярных.
Что такое структуры данных
Структура данных — это метод организации информации для более эффективного применения. В разработке также под структурой понимают набор данных, связанных конкретным образом.
Со структурой обычно работают так: добавляют данные, достают их и обрабатывают, структурируют и проводят анализ. Для взаимодействия с каждой структурой есть определенные алгоритмы. Задача программиста заключается в том, чтобы правильно применить уже готовый алгоритм или написать новый.
Главная особенность структур — любая единица данных должна быть размещена на определенном месте, по которому её легко будет отыскать. Как формируется это место и каким образом его ищут, зависит от вида структуры.
Классификация основных структур данных
- Массив
Одна из самых популярных и простых в использовании структур. Именно на массивах базируются большинство других структур. Простыми словами массив — это таблица. Любой его элемент имеет индекс, по которому можно потом извлечь нужные данные.
Массивы делятся на два вида: одномерные — все элементы обладают только одним индексом, и многомерные — у каждого элемента несколько индексов. Информацию в массиве можно просматривать, фильтровать и менять.
- Динамический массив
В динамическом массиве размер индексов может меняться в отличие от предыдущей структуры. При его разработке задается максимальная величина и количество заполненных элементов. Можно добавлять сколько угодно элементов без ограничений. Но, если включать их в середину, то другие нужно будет сдвигать, на это обычно уходит немало времени. Поэтому рекомендуется добавлять элементы в самом конце.
- Связный список
Такую структуру используют для разработки других структур, как в случае с массивом. Проще говоря, это группа из узлов, в которой находятся данные, указатель или ссылка на следующий или предыдущий узел. В результате формируется список, в котором есть конкретная последовательность элементов. В то же время эти элементы более разрознены, чем в стандартном варианте, так как хранятся по отдельности. Однако указатели позволяют моментально передвигаться между элементами в списке.
- Стек
В этой структуре можно включать и убирать элементы только из начала списка. Она функционирует по принципу LIFO: последний добавленный элемент в стеке должен будет уйти первым.
- Очередь
Это ряд данных, как и стек. Но в основе ее лежит другой принцип FIFO: данные включаются в конце, а извлекаются из начала. Но существуют и двусторонние очереди, в которых можно преобразовывать элементы как из начала, так и из конца структуры. Элементы, расположенные посередине, недоступны.
- Множество
В этом виде структуры информация не упорядочена, хранится группой, ее невозможно организовывать и иногда нельзя сортировать. Но можно использовать как классическое математическое множество: объединять, искать пересечения, вычислять разность.
- Карта
По-другому эту структуру еще называют ассоциативным массивом или словарем. Данные находятся в паре «ключ/значение», все ключи уникальны, а вот значения иногда повторяются. Следовательно, у каждого уникального ключа всегда есть определенное значение.
Если вы хотите бесплатно пройти обучение, совместно с командой разработать отечественные программы с искусственным интеллектом для известных организаций, то вам стоит поучаствовать в нашем проекте «Цифровой прорыв. Сезон: искусственный интеллект».
