Structura de date liniară vs neliniară: diferența dintre structura de date liniară și neliniară

Ce este structura datelor?

Fiind un începător sau un expert, termenul de structură de date va fi ceva ce va fi auzit în mod constant de oricine este în programarea computerelor. Înțelegerea structurilor de date este întotdeauna esențială pentru a deveni un bun programator. O mulțime de subiecte sunt asociate cu structurile de date, cu accent pe care structuri sunt de fapt cele importante. Prin urmare, pentru a fi un programator de succes, cunoașterea structurii datelor este foarte recomandată.

Structura datelor se referă la procesul prin care datele pot fi stocate și organizate într-un mod în care utilizatorul poate accesa și utiliza datele în mod eficient. Sunt prezenți diverși algoritmi pentru a lucra cu structurile de date. Prin urmare, structura datelor include un grup de valori de date, relația acestora cu alte elemente și, de asemenea, operațiunile care pot fi transferate peste valorile datelor.

Poate fi simplificat astfel:

Programe= algoritmi + structuri de date

Structuri de date=date conexe + operațiuni permise pe acele date

Stocarea datelor poate fi efectuată în două moduri. Structurile de date pot fi împărțite în:

• Structura liniară a datelor
• Structura de date neliniară

Structura liniară a datelor

Acestea sunt tipurile de structuri în care stocarea datelor are loc secvenţial sau liniar. Aici, fiecare element stocat în structură este legat de elementele învecinate. Elementele pot fi accesate într-o singură trecere deoarece sunt dispuse liniar. De asemenea, fiind stocat liniar în memorie, implementarea este un proces ușor. Diferitele tipuri sunt:

1. Matrice

Matricea este un tip de structură de date care stochează elemente de același tip. Acestea sunt cele mai elementare și fundamentale structuri de date. Datele stocate în fiecare poziție a unui tablou primesc o valoare pozitivă numită index al elementului. Indexul ajută la identificarea locației elementelor dintr-o matrice.

Dacă se presupune că trebuie să stocăm niște date, adică prețul a zece mașini, atunci putem crea o structură a unui tablou și stocăm toate numerele întregi împreună. Acest lucru nu necesită crearea a zece variabile întregi separate. Prin urmare, liniile dintr-un cod sunt reduse și memoria este salvată. Valoarea indexului începe cu 0 pentru primul element în cazul unui tablou.

2. Stiva

Structura datelor urmează regula LIFO (Last In-First Out) în care ultimul element adăugat de date este eliminat primul. Operația Push este folosită pentru adăugarea unui element de date pe o stivă, iar operația pop este folosită pentru ștergerea datelor din stivă. Acest lucru poate fi explicat prin exemplul cărților stivuite împreună. Pentru a accesa ultima carte, toate cărțile plasate deasupra ultimei cărți trebuie să fie îndepărtate în siguranță.

3. Coadă

Această structură este aproape similară cu stiva deoarece datele sunt stocate secvenţial. Diferența este că structura datelor din coadă urmează FIFO, care este regula First In-First Out unde primul element adăugat este să iasă mai întâi din coadă. Față și spate sunt cei doi termeni care trebuie folosiți într-o coadă.

Enqueue este operația de inserare și dequeue este operația de ștergere. Primul se efectuează la sfârșitul cozii, iar cel de-al doilea se execută la sfârșitul de start. Structura datelor ar putea fi explicată prin exemplul unor oameni care stau la coadă pentru a merge cu autobuzul. Prima persoană din rând va avea șansa de a ieși din coadă, în timp ce ultima persoană va fi ultima care va ieși.

4. Lista legată

Listele legate sunt tipurile în care datele sunt stocate sub formă de noduri care constau dintr-un element de date și un pointer. Utilizarea pointerului este că indică sau direcționează către nodul care se află lângă elementul din secvență. Datele stocate într-o listă legată pot fi de orice formă, șiruri, numere sau caractere. Atât datele sortate, cât și cele nesortate pot fi stocate într-o listă legată împreună cu elemente unice sau duplicate.

5. Tabele Hash

Aceste tipuri pot fi implementate ca structuri de date liniare sau neliniare. Structurile de date constau din perechi cheie-valoare.

Structura de date neliniară

Aceste structuri de date nu urmează liniaritatea. După cum sugerează și numele, datele sunt aranjate într-o manieră care nu urmează maniera adiacentă. Elementele nu au o cale stabilită pentru a se conecta la celelalte elemente, dar au mai multe căi. Parcurgerea elementelor nu este posibilă într-o singură cursă, deoarece datele sunt aranjate neliniar.

În comparație cu structura liniară în care un element este conectat la ambele elemente învecinate, în acest caz, un element poate fi conectat la alte elemente care nu trebuie să fie doar două. Implementarea datelor neliniare nu este ușoară, dar memoria computerului este utilizată eficient folosind acest tip de structură.

Tipurile de structuri care urmează neliniaritatea sunt arbori și grafice.

1. Copaci

O structură de date arborescentă constă din diferite noduri legate între ele. Structura unui arbore este ierarhică care formează o relație ca cea dintre părinte și copil. Structura arborelui este formată astfel încât să existe o singură conexiune pentru fiecare relație de nod părinte-copil. Ar trebui să existe o singură cale între rădăcină și un nod din arbore. Sunt prezente diferite tipuri de arbori pe baza structurilor lor, cum ar fi arborele AVL, arborele binar, arborele de căutare binar etc.

2. Grafic

Graficele sunt acele tipuri de structuri de date neliniare care constau dintr-o cantitate definită de vârfuri și muchii. Nodurile sau nodurile sunt implicate în stocarea datelor, iar muchiile arată relația vârfurilor. Diferența dintre un graf și un arbore este că într-un graf nu există reguli specifice pentru conectarea nodurilor. Problemele din viața reală, cum ar fi rețelele sociale, rețelele de telefonie etc. pot fi reprezentate prin grafice.

Pentru reprezentarea graficelor este folosită o matrice de adiacență.

Diferența dintre structurile de date liniare și neliniare

Am discutat tipurile liniare și neliniare de structuri de date. Dar care sunt punctele cheie care definesc structura de date liniară vs neliniară?

Diferența dintre structura de date liniară și neliniară este tabelată mai jos:

Importanța structurii datelor

Orice program de calculator solid este construit pe conceptul de structuri de date. Niciun program nu poate fi construit eficient fără utilizarea structurii corecte de date. Deoarece există o fiabilitate uriașă a programelor de calculator pe volume mari de date, stocarea eficientă a informațiilor este necesară pentru accesul ușor la date. Aplicarea unei structuri de date permite stocarea datelor în mod logic pentru modificarea și accesul ușor.

Concluzie

Structurile de date au devenit complexe odată cu creșterea dimensiunii datelor. Articolul a oferit o scurtă înțelegere a tipurilor de structuri de date, subliniind diferențele cheie dintre o structură de date liniară și una neliniară. Cu toate acestea, structurile de date diferite au aplicații diferite.

Utilizarea structurii de date, cum ar fi adăugarea, ștergerea, accesarea elementelor, modificarea elementelor, fiecare trebuie studiată în profunzime pentru a obține o înțelegere expertă a structurilor de date. Cu toate acestea, primul pas important către un programator bun este înțelegerea de bază a conceptului. Învățarea structurilor de date permite înțelegerea ușoară a diferitelor limbaje de programare. Fie că este vorba de python, C++ sau Java, conceptul rămâne același.

Deoarece este epoca inteligenței artificiale, cunoașterea limbilor de învățare automată este destul de importantă pentru cei care își propun să lucreze în AI. Stocarea datelor într-o formă eficientă și-a găsit aplicații în modelele de învățare automată. Deoarece structurile de date formează fundamentul programelor de învățare automată, înțelegerea acesteia ar trebui să fie punctul central.

Dacă sunteți profesioniști de nivel mediu și visați să deveniți analist de date, puteți verifica cursul Master of Science în Data Science for Leaders oferit de upGrad. Cursul te va instrui prin intermediul experților din industrie până când vei deveni un maestru al domeniului.

Acoperă mai multe subiecte legate de învățarea automată și AI și cu peste 75 de studii de caz și proiecte. Indiferent de sex și vârstă, vă puteți regăsi ca un om de știință de date de calitate, după câțiva ani. Dacă doriți să aflați mai multe detalii sau dacă aveți întrebări, trimiteți-ne un mesaj. Echipa noastră vă va ajuta.