Struttura dati lineare e non lineare: differenza tra struttura dati lineare e non lineare

Che cos'è la struttura dei dati?

Essendo un principiante o un esperto, il termine struttura dei dati sarà qualcosa che sarà costantemente ascoltato da chiunque sia nella programmazione di computer. Comprendere le strutture dei dati è sempre fondamentale per diventare un buon programmatore. Molti argomenti sono associati alle strutture dati con un focus su quali strutture sono effettivamente quelle importanti. Pertanto, per essere un programmatore di successo, la conoscenza della struttura dei dati è altamente raccomandabile.

La struttura dei dati si riferisce al processo mediante il quale i dati possono essere archiviati e organizzati in modo tale che l'utente possa accedere e utilizzare i dati in modo efficiente. Sono presenti vari algoritmi per lavorare con le strutture dati. Pertanto, la struttura dei dati include un gruppo di valori dei dati, la loro relazione con altri elementi e anche le operazioni che possono essere riportate sui valori dei dati.

Può essere semplificato come:

Programmi= algoritmi + strutture dati

Strutture dati=dati correlati + operazioni consentite su quei dati

La conservazione dei dati può essere effettuata in due modi. Le strutture dati possono essere suddivise in:

• Struttura dati lineare
• Struttura dei dati non lineare

Struttura dati lineare

Questi sono i tipi di strutture in cui la memorizzazione dei dati avviene in modo sequenziale o lineare. Qui, ogni elemento memorizzato nella struttura è collegato ai suoi elementi vicini. Gli elementi sono accessibili in un'unica corsa in quanto sono disposti in modo lineare. Inoltre, essendo immagazzinato linearmente nella memoria, l'implementazione è un processo facile. I vari tipi sono:

1. Matrice

L'array è un tipo di struttura dati che memorizza elementi dello stesso tipo. Queste sono le strutture dati più basilari e fondamentali. Ai dati archiviati in ciascuna posizione di un array viene assegnato un valore positivo chiamato indice dell'elemento. L'indice aiuta a identificare la posizione degli elementi in un array.

Se presumibilmente dobbiamo memorizzare alcuni dati, ad esempio il prezzo di dieci auto, allora possiamo creare una struttura di un array e memorizzare tutti gli interi insieme. Non è necessario creare dieci variabili intere separate. Pertanto, le righe in un codice vengono ridotte e la memoria viene salvata. Il valore dell'indice inizia con 0 per il primo elemento nel caso di un array.

2. Impila

La struttura dei dati segue la regola del LIFO (Last In-First Out) in cui l'ultimo elemento aggiunto dei dati viene rimosso per primo. L'operazione push viene utilizzata per aggiungere un elemento di dati su uno stack e l'operazione pop viene utilizzata per eliminare i dati dallo stack. Questo può essere spiegato dall'esempio dei libri impilati insieme. Per poter accedere all'ultimo libro, tutti i libri posti sopra l'ultimo libro devono essere rimossi in modo sicuro.

3. Coda

Questa struttura è quasi simile allo stack in quanto i dati vengono archiviati in sequenza. La differenza è che la struttura dei dati della coda segue FIFO che è la regola di First In-First Out in cui il primo elemento aggiunto è uscire prima dalla coda. Anteriore e posteriore sono i due termini da utilizzare in coda.

Enqueue è l'operazione di inserimento e dequeue è l'operazione di eliminazione. Il primo viene eseguito alla fine della coda e il secondo viene eseguito all'inizio. La struttura dei dati potrebbe essere spiegata con l'esempio di persone che fanno la fila per prendere un autobus. La prima persona della fila avrà la possibilità di uscire dalla coda mentre l'ultima persona sarà l'ultima ad uscire.

4. Elenco collegato

Gli elenchi collegati sono i tipi in cui i dati sono archiviati sotto forma di nodi costituiti da un elemento di dati e un puntatore. L'uso del puntatore è che punta o indirizza al nodo che si trova accanto all'elemento nella sequenza. I dati archiviati in un elenco collegato possono essere di qualsiasi forma, stringhe, numeri o caratteri. Sia i dati ordinati che quelli non ordinati possono essere archiviati in un elenco collegato insieme a elementi univoci o duplicati.

5. Tabelle hash

Questi tipi possono essere implementati come strutture dati lineari o non lineari. Le strutture dati sono costituite da coppie chiave-valore.

Struttura dei dati non lineare

Queste strutture di dati non seguono la linearità. Come suggerisce il nome, i dati sono disposti in un modo che non segue il modo contiguo. Gli elementi non hanno un percorso impostato per connettersi agli altri elementi ma hanno più percorsi. Non è possibile attraversare gli elementi in una corsa poiché i dati sono disposti in modo non lineare.

Rispetto alla struttura lineare in cui un elemento è connesso ad entrambi gli elementi vicini, in questo caso un elemento può essere connesso ad altri elementi che non devono essere solo due. L'implementazione di dati non lineari non è facile, ma la memoria del computer viene utilizzata in modo efficiente utilizzando questo tipo di struttura.

I tipi di strutture che seguono la non linearità sono Alberi e Grafici.

1. Alberi

Una struttura dati ad albero è costituita da vari nodi collegati tra loro. La struttura di un albero è gerarchica e forma una relazione come quella tra genitore e figlio. La struttura dell'albero è formata in modo tale che vi sia una connessione per ogni relazione di nodo genitore-figlio. Dovrebbe esistere un solo percorso tra la radice e un nodo nell'albero. Sono presenti vari tipi di alberi in base alle loro strutture come albero AVL, albero binario, albero di ricerca binario, ecc.

2. Grafico

I grafici sono quei tipi di strutture dati non lineari che consistono in una quantità definita di vertici e bordi. I vertici oi nodi sono coinvolti nella memorizzazione dei dati e gli spigoli mostrano la relazione tra i vertici. La differenza tra un grafo e un albero è che in un grafo non ci sono regole specifiche per la connessione dei nodi. I problemi della vita reale come i social network, le reti telefoniche, ecc. possono essere rappresentati attraverso i grafici.

Per la rappresentazione dei Grafici viene utilizzata una matrice di adiacenza.

Differenza tra strutture dati lineari e non lineari

Abbiamo discusso i tipi lineari e non lineari di strutture dati. Ma quali sono i punti chiave che definiscono la struttura dei dati lineare e non lineare?

La differenza tra la struttura dei dati lineare e non lineare è la seguente:

Importanza della struttura dei dati

Qualsiasi solido programma per computer è costruito sul concetto di strutture di dati. Nessun programma può essere costruito in modo efficiente senza l'uso della giusta struttura di dati. Poiché esiste un'enorme affidabilità dei programmi per computer su grandi volumi di dati, è necessaria una memorizzazione efficiente delle informazioni per un facile accesso ai dati. L'applicazione di una struttura dati consente di memorizzare i dati in modo logico per una facile modifica e accesso.

Conclusione

Le strutture dei dati sono diventate complesse con l'aumento delle dimensioni dei dati. L'articolo ha fornito una breve comprensione dei tipi di struttura dei dati, evidenziando le differenze chiave tra una struttura dei dati lineare e una non lineare. Tuttavia, diverse strutture di dati hanno applicazioni diverse.

L'uso della struttura dei dati come l'aggiunta, l'eliminazione, l'accesso agli elementi, la modifica degli elementi devono essere studiati in modo approfondito per acquisire una comprensione approfondita delle strutture dei dati. Tuttavia, il primo passo importante verso un buon programmatore è avere una comprensione di base del concetto. L'apprendimento delle strutture dati consente la facile comprensione di diversi linguaggi di programmazione. Che si tratti di Python, C++ o Java, il concetto rimane lo stesso.

Poiché è l'era dell'intelligenza artificiale, la conoscenza dei linguaggi di apprendimento automatico è piuttosto importante per coloro che mirano a lavorare nell'IA. L'archiviazione dei dati in una forma efficiente ha trovato applicazioni nei modelli di apprendimento automatico. Poiché le strutture di dati costituiscono la base dei programmi di apprendimento automatico, la sua comprensione dovrebbe essere l'obiettivo principale.

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