Structures de données en Python

Les structures de données sont l'un des concepts les plus essentiels en informatique et en gestion de logiciels et sont largement utilisées pour écrire des programmes dans n'importe quel langage. Python est un langage de programmation puissant, interactif, orienté objet et interprété avec lequel les principes fondamentaux de la structure des données peuvent être étudiés plus facilement, contrairement aux autres langages de programmation.

C'est l'un des langages les plus polyvalents et les plus efficaces, principalement utilisé pour créer des sites Web interactifs et de haut niveau et d'autres domaines tels que l'apprentissage automatique et l'intelligence artificielle. Il s'appuie fortement sur des données qui nécessitent qu'elles soient stockées efficacement et accessibles à temps. Ceci est réalisé à l'aide de structures de données en Python .

Qu'est-ce qu'une Structure de Données ?

L'objectif principal des structures de données est de permettre l'organisation efficace des données pour stocker des collections de données et exécuter des opérations sur celles-ci. Par exemple, dans un site Web, les données backend doivent être stockées, gérées et organisées efficacement pour avoir un accès plus facile pour les modifications futures.

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Structures de données linéaires

Les structures de données linéaires permettent le stockage des éléments de données dans une séquence appropriée. Il existe plusieurs types de structures de données linéaires. Ils sont les suivants : -

• Array - Un arrangement séquentiel des éléments de données appariés avec l'index de l'élément de données.
• Pile - Une pile est une structure de données qui suit un ordre d'opération particulier. Ils sont appelés FILO (First In Last Out) ou LIFO (last in First Out).
• Liste liée - Chaque élément de données consiste en un lien vers un autre élément et les données qu'il contient.
• Matrice - Une matrice est une structure de données bidimensionnelle où l'élément de données est indiqué par une paire d'indices.

File d' attente - La file d'attente est similaire à Stacks, mais le seul ordre de fonctionnement est FIFO (First In First Out).

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Structures de données non linéaires

Les structures de données non linéaires ne suivent pas une liaison séquentielle d'éléments de données. Dans cette structure de données, n'importe quel groupe ou paire d'éléments de données peut être lié l'un à l'autre, et il n'y a pas de séquence stricte pour accéder aux éléments de données.

• Tas - Un tas est un type spécial de structure de données arborescente où les données du nœud parent sont soit strictement inférieures aux nœuds enfants, soit strictement supérieures ou égales aux nœuds enfants.
• Arbre binaire - Un arbre binaire est une structure de données qui relie chaque élément de données à un nombre maximum de deux autres éléments de données. Il commence par un nœud racine.
• Graphe - Un graphe est un arrangement de nœuds et de sommets où certains nœuds sont connectés les uns aux autres via des liens.
• Table de hachage - Une table de hachage est une structure de données composée de tableaux associés les uns aux autres à l'aide d'une fonction de hachage. Il utilise des clés pour récupérer des valeurs plutôt que l'index des éléments de données.

Structures de données intégrées en Python

Les structures de données en Python sont spécifiques à ce langage de programmation car elles facilitent le stockage flexible de types de données variés et aident à traiter les données plus rapidement dans un environnement Python. Comme ces structures de données sont préchargées dans les environnements Python, le langage Python est beaucoup plus facile à utiliser pour les programmeurs car ils obtiennent ou peuvent développer des solutions plus rapidement.

Python prend implicitement en charge les structures de données, ce qui facilite le stockage et l'accès facile aux données et permet aux utilisateurs de créer leurs propres structures de données avec un contrôle total. Les structures de données intégrées dans Python sont les suivantes : -

Liste

Une collection ordonnée d'éléments est définie comme une liste, qui fait partie intégrante des structures de données lors de la création d'un projet en Python. « Collections ordonnées » signifie que chaque élément appartenant à une liste se compose d'un ordre qui est spécifiquement utilisé pour les identifier de manière unique. Cet ordre des éléments est une caractéristique qui, par nature, reste constante tant que dure la liste. Tout en Python est considéré comme un objet. Par conséquent, créer une liste crée essentiellement un objet Python d'un type particulier.

List_A = [élément 1, élément 2, élément 3….., élément n]

Lorsqu'une liste est imbriquée, elle peut avoir n'importe quel type d'objet ou inclure une liste différente ou une sous-liste qui peut également être constituée de différentes sous-listes. Une liste imbriquée n'a pas de limite à la profondeur avec laquelle les listes peuvent être imbriquées. Les listes créées en Python peuvent être modifiables car elles sont susceptibles de changer même après avoir été créées. Un utilisateur peut ajouter, rechercher, déplacer, déplacer et supprimer des éléments de la liste à sa discrétion. Lorsque des éléments d'une liste doivent être remplacés, le nombre d'éléments ajoutés n'a pas besoin d'être égal au nombre d'éléments. Python s'ajustera selon les besoins.

Tuple

Un tuple est une autre structure de données intégrée à Python et est la collection ordonnée d'objets. Les tuples ont une fonctionnalité limitée, contrairement aux listes. La mutabilité est la principale caractéristique utilisée pour différencier les tuples des listes. Les listes sont modifiables et les tuples sont immuables. Les tuples ne peuvent pas être ajoutés, modifiés ou supprimés une fois qu'ils ont déjà été créés. Dans les listes, l'utilisation de parenthèses est nécessaire pour entourer les éléments séparés par des virgules. D'autre part, les tuples sont facultatifs pour utiliser des parenthèses lors de leur création, mais il est largement recommandé de faire la distinction entre le début et la fin du tuple. Voici un exemple de tuple :

tuple_A = (élément 1, élément 2, élément 3,…, élément n)

Les tuples sont créés comme une seule entité et sont principalement utilisés lorsque le programmeur ne souhaite autoriser aucune donnée de modification. Ils sont largement utilisés pour créer un objet destiné à être conservé intact tout au long de sa vie. Étant donné que les tuples sont immuables, ils peuvent potentiellement empêcher la modification, l'ajout ou la suppression accidentelle de données. L'un des avantages de l'utilisation de tuples est qu'ils utilisent moins de mémoire, ce qui permet d'exécuter des programmes plus rapidement que d'utiliser des listes.

Ensembles

Une collection unique d'éléments spécifiques qui ne sont soumis à aucun ordre particulier est appelée ensemble. Lorsque l'existence d'un objet dans une collection d'objets est plus importante que l'ordre des objets ou le nombre de fois où il apparaît, des ensembles sont utilisés. Les ensembles sont modifiables, contrairement aux tuples, et peuvent être facilement modifiés, remplacés, ajoutés ou supprimés. Voici un ensemble d'échantillons : -

set_a = {"élément 1", "élément 2", "élément 3",….., "élément n"}

Les ensembles sont principalement utilisés pour vérifier si certains éléments se trouvent ou non dans un ensemble ou non. Par exemple, les ensembles sont grandement optimisés pour les tests d'appartenance. Ils peuvent également être utilisés pour voir si un ensemble est un sous-ensemble d'un ensemble différent et reconnaître la relation entre deux ensembles.

Dictionnaire

Dictionnaire dans une structure de données intégrale utilisée en Python. Il s'agit de la collection non linéaire de valeurs de données et est principalement utilisé pour stocker des valeurs de données spécifiques telles que des cartes. Le dictionnaire contient une paire clé:valeur, contrairement à différents types de données qui n'ont qu'une seule valeur particulière en tant qu'élément. La valeur-clé est donnée dans le dictionnaire pour l'optimiser. Dans un dictionnaire Python, il existe plusieurs façons d'ajouter des éléments. À la fois, une seule valeur peut être ajoutée à un dictionnaire en définissant la valeur avec la clé. Une méthode intégrée update() doit être utilisée pour mettre à jour une valeur existante dans un dictionnaire. Il est également possible d'ajouter des valeurs clés imbriquées à un dictionnaire déjà existant. Si la valeur-clé existe déjà lors de l'ajout d'une valeur, la valeur est mise à jour ; sinon, une nouvelle Clé est ajoutée au Dictionnaire avec la valeur.

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