Ce este Structura Liniară de Date? Lista structurilor de date explicate

Structurile de date sunt datele structurate astfel încât să fie utilizate eficient de către utilizatori. Deoarece programul de calculator se bazează foarte mult pe date și necesită, de asemenea, un volum mare de date pentru performanța sa, de aceea este foarte important să aranjați datele. Această aranjare a datelor în structuri organizate este cunoscută sub numele de structură de date.

Stocarea datelor în structurile de date permite accesul, modificările și alte operațiuni care pot fi transportate peste elementele de date. Aranjarea datelor se face în principal într-un computer și, prin urmare, sunt necesari algoritmi corespunzători pentru a efectua operațiuni cu structurile de date. Reducerea spațiului și scăderea complexității în timp a diferitelor sarcini este scopul principal al structurilor de date.

Cele mai importante puncte dintr-o structură de date sunt:

• O cantitate mare de date este organizată prin fiecare tip de structură de date.
• Un anumit principiu este urmat de fiecare structură de date.
• Principiul de bază al structurii de date trebuie urmat chiar dacă se efectuează orice operațiuni peste structura de date.

Aranjarea datelor în cadrul unei structuri de date poate urma diferite ordine. Prin urmare, o structură de date este clasificată în funcție de modul de aranjare a datelor. Practic, există două tipuri de structuri de date .

1. Structura de date primitive
2. Structură de date non-primitivă

Tipul primitiv de structură de date include structurile de date predefinite, cum ar fi char, float, int și double.

Structurile de date non-primitive sunt utilizate pentru a stoca colecția de elemente. Această structură de date poate fi clasificată în continuare

1. Structura liniară a datelor
2. Structura de date non-liniară.

Citiți: Aflați diferențele dintre structura de date liniară și neliniară

În acest articol, vom discuta în principal despre structura datelor care stochează datele liniar.

Structura liniară a datelor

Este un tip de structură de date în care aranjarea datelor urmează o tendință liniară. Elementele de date sunt aranjate liniar astfel încât elementul să fie direct legat de elementele sale precedente și următoare. Deoarece elementele sunt stocate liniar, structura acceptă stocarea datelor pe un singur nivel. Și, prin urmare, parcurgerea datelor se realizează printr-o singură rulare.

Caracteristici

• Este un tip de structură de date în care datele sunt stocate și gestionate într-o secvență liniară.
• Elementele de date din secvență sunt legate unul după altul.
• Implementarea structurii liniare a datelor în memoria unui computer este ușoară deoarece datele sunt organizate secvenţial.
• Matrice, coadă. Stiva, lista legată etc. sunt exemple ale acestui tip de structură.
• Elementele de date stocate în structura de date au o singură relație.
• Traversarea elementelor de date poate fi efectuată într-o singură rulare, deoarece elementele de date sunt stocate la un singur nivel.
• Există o utilizare slabă a memoriei computerului dacă este implementată o structură care stochează date liniar.
• Odată cu creșterea dimensiunii structurii de date, complexitatea în timp a structurii crește.

Prin urmare, aceste structuri pot fi rezumate ca un tip de structură de date în care elementele sunt stocate secvențial și urmează ordinea în care:

• Este prezent doar un prim element care are un element următor .
• Este prezent doar un ultim element care are un element anterior .
• Toate celelalte elemente din structura de date au un element anterior și un element următor

Lista structurii de date într-o structură de date de tip liniar

1. Matrice

Matricea este acel tip de structură care stochează elemente omogene în locații de memorie care sunt învecinate. Aceleași tipuri de obiecte sunt stocate secvenţial într-o matrice. Ideea principală a unei matrice este că mai multe date de același tip pot fi stocate împreună. Înainte de a stoca datele într-o matrice, dimensiunea matricei trebuie definită. Orice element din matrice poate fi accesat sau modificat, iar elementele stocate sunt indexate pentru a le identifica locațiile.

O matrice poate fi explicată cu ajutorul unui exemplu simplu de stocare a notelor pentru toți elevii dintr-o clasă. Să presupunem că există 20 de studenți, atunci dimensiunea matricei trebuie menționată ca fiind 20. Notele tuturor studenților pot fi apoi stocate în matricea creată fără a fi nevoie de a crea variabile separate pentru notele pentru fiecare student. Simpla parcurgere a matricei poate duce la accesul elementelor.

2. Lista legată

Lista legată este acel tip de structură de date în care obiectele separate sunt stocate secvenţial. Fiecare obiect stocat în structura de date va avea datele și o referință la următorul obiect. Ultimul nod al listei legate are o referință la null. Primul element al listei legate este cunoscut ca capul listei. Există multe diferențe între o listă legată și celelalte tipuri de structuri de date. Acestea sunt în ceea ce privește alocarea memoriei, structura internă a structurii de date și operațiunile efectuate pe lista legată.

A ajunge la un element dintr-o listă legată este un proces mai lent în comparație cu matrice, deoarece indexarea într-o matrice ajută la localizarea elementului. Cu toate acestea, în cazul unei liste legate, procesul trebuie să înceapă de la cap și să traverseze întreaga structură până când se ajunge la elementul dorit. Spre deosebire de aceasta, avantajul utilizării listelor legate este că adăugarea sau ștergerea elementelor la început se poate face foarte rapid.

Există trei tipuri de liste legate:

• Single Linked List: Acest tip de structură are adresa sau referința următorului nod stocată în nodul curent. Prin urmare, un nod care are în ultimă adresa și referința ca NULL. Exemplu: A->B->C->D->E->NULL.
• O listă dublă legată : după cum sugerează și numele, fiecare nod are două referințe asociate. O referință direcționează către nodul anterior, în timp ce a doua referință indică către nodul următor. Traversarea este posibilă în ambele direcții, deoarece referința este disponibilă pentru nodurile anterioare. De asemenea, accesul explicit nu este necesar pentru ștergere. Exemplu: NULL<-A<->B<->C<->D<->E->NULL.
• Lista legată care este circulară: nodurile dintr-o listă legată circulară sunt conectate într-un mod în care se formează un cerc. Deoarece lista legată este circulară, nu există un sfârșit și, prin urmare, nu există NULL. Acest tip de listă legată poate urma structura ambelor, individual sau dublu. Nu există un nod de pornire specific și orice nod din date poate fi nodul de pornire. Referința ultimului nod indică către primul nod. Exemplu: A->B->C->D->E.

Proprietățile unei liste legate sunt:

• • Timp de acces: O(n)
  • Timp de căutare: O(n)
  • Element de adăugare: O(1)
• Ștergerea unui element: O(1)

3. Stiva

Stiva este un alt tip de structură în care elementele stocate în structura de date urmează regula LIFO (last in, first out) sau FILO (First In Last Out). Două tipuri de operații sunt asociate cu o stivă, adică push și pop. Push este folosit când un element trebuie adăugat la colecție și pop este folosit când ultimul element trebuie eliminat din colecție. Extragerea poate fi efectuată numai pentru ultimul element adăugat.

Proprietățile unei stive sunt:

• Element de adăugare: O(1)
• element de ștergere: O(1)
• Timp de acces: O(n) [Cel mai rău caz]
• Doar un capăt permite introducerea și ștergerea unui element.

Exemplele de stivă includ eliminarea recursiunii. În scenariile în care un cuvânt trebuie să fie inversat sau când se utilizează editori când cuvântul care a fost introdus ultima dată va fi eliminat primul (folosind o operațiune de anulare), se folosesc stive. Dacă doriți să încercați proiecte interesante de structură de date, faceți clic pentru a citi acest articol.

4. Coadă

Coada este tipul de structură de date în care elementele care urmează să fie stocate urmează regula First In First Out (FIFO). Ordinea specială este urmată pentru efectuarea operațiilor necesare asupra elementelor. Diferența dintre o coadă și cea a unei stive constă în eliminarea unui element, unde cel mai recent obiect adăugat este îndepărtat primul dintr-o stivă. În timp ce, în cazul unei cozi, elementul care a fost adăugat primul este eliminat primul.

Atât capătul structurii de date este utilizat pentru inserarea și eliminarea datelor. Cele două operațiuni principale care guvernează structura cozii sunt așezare și scoatere din coadă. Queue se referă la procesul în care inserarea unui element este permisă pentru colectarea datelor, iar dequeue se referă la procesul în care este permisă eliminarea elementelor, care este primul element din coadă în acest caz.

Proprietățile unei cozi sunt:

• Inserarea unui element: O(1)
• Ștergerea unui element: O(1)
• Timp de acces: O(n)

Exemplu de coadă: Similar cu acele cozi făcute în timpul așteptării autobuzului sau oriunde, structura de date urmează același model. Ne putem imagina o persoană care așteaptă autobuzul și stă în prima poziție ca persoana care a venit prima la coadă. Această persoană va fi prima care va urca într-un autobuz, adică va ieși din coadă. Cozile sunt aplicate atunci când mai mulți utilizatori partajează aceleași resurse și trebuie să fie servite pe baza cine a ajuns primul pe server.

Concluzie

O creștere a dimensiunii datelor a necesitat utilizarea eficientă a structurilor de date în programe de calculator. Datele, dacă nu sunt organizate într-o manieră structurată, îndeplinirea sarcinilor peste elemente devine dificilă.

Pentru o operare fără probleme, este întotdeauna important să o organizați astfel încât operațiunile ușoare și eficiente să poată fi efectuate prin programe de calculator. Dacă elementele de date sunt organizate în ordine secvențială, atunci este cunoscută ca o structură de date liniară, în timp ce dacă elementele de date sunt aranjate într-un mod neliniar, se numește o structură neliniară.

Aplicarea pe scară largă a structurii de date a fost observată în limbaje de învățare automată, probleme din viața reală etc. Oamenii care visează să lucreze în acest domeniu ar trebui să fie capabili să stăpânească aceste concepte.

Dacă doriți să aflați mai multe, consultați programul upGrad Executive PG în știința datelor, care oferă o platformă pentru a vă transforma în oameni de știință ai datelor de succes. Conceput pentru orice profesionist de nivel mediu, cursul de știință a datelor vă va expune la toate cunoștințele teoretice și practice necesare pentru succesul dvs. Deci, de ce să așteptați alte opțiuni, când succesul este la doar un clic distanță. Dacă este nevoie de asistență, vom fi bucuroși să vă ajutăm.