Co je datová struktura:
Datová struktura je úložiště, které se používá k ukládání a organizaci dat. Je to způsob uspořádání dat v počítači tak, aby k nim bylo možné přistupovat a efektivně je aktualizovat.
Datová struktura se nepoužívá pouze pro organizaci dat. Používá se také pro zpracování, načítání a ukládání dat. Různé základní a pokročilé typy datových struktur se používají téměř v každém vyvinutém programu nebo softwarovém systému. Musíme tedy dobře znát datové struktury.
Datové struktury jsou nedílnou součástí počítačů používaných pro uspořádání dat v paměti. Jsou zásadní a zodpovědní za efektivní organizaci, zpracování, přístup a ukládání dat. Ale to není vše. Různé typy datových struktur mají své vlastnosti, vlastnosti, aplikace, výhody a nevýhody. Jak tedy identifikujete datovou strukturu, která je vhodná pro konkrétní úkol? Co znamená pojem „datová struktura“? Kolik typů datových struktur existuje a k čemu se používají?

Co je datová struktura: typy, klasifikace a aplikace
Máme vás pokryto. Udělali jsme kompletní seznam všeho o tom, co je to datová struktura, jaké jsou typy datových struktur, klasifikace datových struktur, aplikace jednotlivých datových struktur a tak dále. V tomto článku probereme každý aspekt každé datové struktury, abychom vám pomohli vybrat tu nejlepší během několika minut.
Obsah
- Co je datová struktura?
- Jak se datová struktura liší od datového typu?
- Klasifikace datové struktury
- Pole
- Spojový seznam
- Zásobník
- Fronta
- Strom
- Graf
- Závěr
Jak se datová struktura liší od datového typu:
Již jsme se dozvěděli o datové struktuře. Mnohokrát se stává, že lidé zaměňují datový typ a datovou strukturu. Pojďme se tedy podívat na několik rozdílů mezi datovým typem a datovou strukturou, abychom si to ujasnili.
Datový typ | Datová struktura |
---|---|
Datový typ je forma proměnné, které lze přiřadit hodnotu. Definuje, že konkrétní proměnná bude přiřazovat pouze hodnoty daného datového typu. | Datová struktura je soubor různých druhů dat. Celá data mohou být reprezentována pomocí objektu a mohou být použita v celém programu. |
Může mít hodnotu, ale ne data. Proto je bez dat. | Může obsahovat více typů dat v rámci jednoho objektu. |
Implementace datového typu je známá jako abstraktní implementace. seznam.seřadit java | Implementace datové struktury je známá jako konkrétní implementace. |
V případě datových typů neexistuje žádná časová složitost. | V objektech datové struktury hraje důležitou roli časová složitost. |
V případě datových typů se hodnota dat neukládá, protože představuje pouze typ dat, která lze uložit. | Zatímco v případě datových struktur získávají data a jejich hodnota prostor v hlavní paměti počítače. Datová struktura také může obsahovat různé druhy a typy dat v rámci jednoho jediného objektu. |
Příklady datových typů jsou int, float, double atd. | Příklady datových struktur jsou zásobník, fronta, strom atd. |
Klasifikace datové struktury:
Datová struktura má v našem každodenním životě mnoho různých využití. Existuje mnoho různých datových struktur, které se používají k řešení různých matematických a logických problémů. Pomocí datové struktury lze uspořádat a zpracovat velmi velké množství dat v relativně krátké době. Podívejme se na různé datové struktury, které se používají v různých situacích.

Klasifikace datové struktury
- Lineární struktura dat: Datová struktura, ve které jsou datové prvky uspořádány sekvenčně nebo lineárně, kde je každý prvek připojen ke svému předchozímu a dalšímu sousednímu prvku, se nazývá lineární datová struktura.
Příklady lineárních datových struktur jsou pole, zásobník, fronta, propojený seznam atd.- Statická datová struktura: Statická datová struktura má pevnou velikost paměti. Je snazší přistupovat k prvkům ve statické datové struktuře.
Příkladem této datové struktury je pole. - Dynamická datová struktura: V dynamické datové struktuře není velikost pevná. Může být náhodně aktualizován během běhu, což může být považováno za efektivní s ohledem na paměťovou (prostorovou) složitost kódu.
Příklady této datové struktury jsou fronta, zásobník atd.
- Statická datová struktura: Statická datová struktura má pevnou velikost paměti. Je snazší přistupovat k prvkům ve statické datové struktuře.
- Nelineární struktura dat: Datové struktury, kde datové prvky nejsou umístěny sekvenčně nebo lineárně, se nazývají nelineární datové struktury. V nelineární datové struktuře nemůžeme procházet všechny prvky pouze v jednom běhu.
Příklady nelineárních datových struktur jsou stromy a grafy.
Potřeba datové struktury:
Struktura dat a syntéza algoritmu jsou vzájemně relativní. Prezentace dat musí být snadno srozumitelná, aby vývojář i uživatel mohli efektivně implementovat operaci.
Datové struktury poskytují snadný způsob organizace, získávání, správy a ukládání dat.
Zde je seznam potřeb pro data.
- Úprava datové struktury je snadná.
- Vyžaduje to méně času.
- Ušetřete úložný prostor v paměti.
- Reprezentace dat je snadná.
- Snadný přístup k rozsáhlé databázi.
Pole:
Pole je lineární datová struktura a je to kolekce položek uložených na souvislých paměťových místech. Cílem je uložit více položek stejného typu společně na jednom místě. Umožňuje zpracování velkého množství dat v relativně krátkém období. První prvek pole je indexován dolním indexem 0. V poli jsou možné různé operace, jako je hledání, řazení, vkládání, procházení, obracení a mazání.

Pole
Vlastnosti pole:
Pole má různé vlastnosti, které jsou následující:
- Pole používají datovou strukturu založenou na indexu, která pomáhá snadno identifikovat každý z prvků v poli pomocí indexu.
- Pokud chce uživatel uložit více hodnot stejného datového typu, lze pole efektivně využít.
- Pole může také zpracovávat složité datové struktury ukládáním dat do dvourozměrného pole.
- Pole se také používá k implementaci dalších datových struktur, jako jsou zásobníky, fronty, haldy, hashovací tabulky atd.
- Proces vyhledávání v poli lze provést velmi snadno.
Operace prováděné na poli:
- Inicializace : Pole může být inicializováno hodnotami v době deklarace nebo později pomocí příkazu přiřazení.
- Přístup k prvkům: K prvkům v poli lze přistupovat pomocí jejich indexu, který začíná od 0 a pokračuje až do velikosti pole mínus jedna.
- Hledání prvků : Pole lze vyhledávat pro konkrétní prvek pomocí lineárního vyhledávání nebo binárních vyhledávacích algoritmů.
- Řazení prvků : Prvky v poli lze třídit vzestupně nebo sestupně pomocí algoritmů, jako je bublinové řazení, řazení vložení nebo rychlé řazení.
- Vkládání prvků: Prvky lze vložit do pole na určitém místě, ale tato operace může být časově náročná, protože vyžaduje posunutí stávajících prvků v poli.
- Mazání prvků: Prvky lze z pole odstranit posunutím prvků, které následují za ním, aby se zaplnila mezera.
- Aktualizace prvků: Prvky v poli lze aktualizovat nebo upravit přiřazením nové hodnoty konkrétnímu indexu.
- Přechodové prvky: Prvky v poli lze procházet v pořadí, přičemž každý prvek navštívíte jednou.
Toto jsou některé z nejběžnějších operací prováděných na polích. Konkrétní operace a použité algoritmy se mohou lišit v závislosti na požadavcích problému a použitém programovacím jazyku.
nastavit v Javě
Aplikace Array:
Různé aplikace pole jsou následující:
- Pole se používá při řešení maticových problémů.
- Databázové záznamy jsou také implementovány polem.
- Pomáhá při implementaci třídícího algoritmu.
- Používá se také k implementaci dalších datových struktur, jako jsou zásobníky, fronty, haldy, hashovací tabulky atd.
- Pro plánování CPU lze použít pole.
- Lze použít jako vyhledávací tabulku v počítačích.
- Pole lze použít při zpracování řeči, kde je každý signál řeči polem.
- Obrazovka počítače je také zobrazena polem. Zde používáme vícerozměrné pole.
- Pole se používá v mnoha systémech řízení, jako je knihovna, studenti, parlament atd.
- Pole se používá v online rezervačním systému vstupenek. Toto pole zobrazuje kontakty na mobilním telefonu.
- Ve hrách, jako jsou online šachy, kde si hráč může ukládat své minulé tahy i aktuální tahy. Označuje náznak polohy.
- Chcete-li uložit obrázky v určitém rozměru v Androidu Like 360*1200
Aplikace Array v reálném životě:
- Pole se často používá k ukládání dat pro matematické výpočty.
- Používá se při zpracování obrazu.
- Používá se také při správě záznamů.
- Stránky knihy jsou také skutečnými příklady pole.
- Používá se také v objednávkových boxech.
Chcete začít s poli? Můžete vyzkoušet naše kurátorské články a seznamy pro osvědčené postupy:
- Úvod do datové struktury pole
- 50 hlavních problémů s kódováním pole pro rozhovory
- Procvičte si problém s polem na techcodeview.com
Spojový seznam:
Propojený seznam je lineární datová struktura, ve které nejsou prvky uloženy na souvislých paměťových místech. Prvky v propojeném seznamu jsou propojeny pomocí ukazatelů, jak je znázorněno na obrázku níže:
Typy propojených seznamů:
- Jednotlivě propojený seznam
- Dvojitě propojený seznam
- Kruhový propojený seznam
- Dvojitý kruhový propojený seznam

Spojový seznam
Charakteristika propojeného seznamu:
Propojený seznam má různé vlastnosti, které jsou následující:
- Propojený seznam používá k ukládání odkazů další paměť.
- Při inicializaci propojeného seznamu není potřeba znát velikost prvků.
- Propojené seznamy se používají k implementaci zásobníků, front, grafů atd.
- První uzel propojeného seznamu se nazývá Head.
- Další ukazatel posledního uzlu vždy ukazuje na NULL.
- V propojeném seznamu lze snadno vkládat a mazat.
- Každý uzel propojeného seznamu se skládá z ukazatele/odkazu, což je adresa dalšího uzlu.
- Propojené seznamy se mohou kdykoli snadno zmenšit nebo zvětšit.
Operace provedené na propojeném seznamu:
Propojený seznam je lineární datová struktura, kde každý uzel obsahuje hodnotu a odkaz na další uzel. Zde jsou některé běžné operace prováděné na propojených seznamech:
- Inicializace: Propojený seznam lze inicializovat vytvořením hlavního uzlu s odkazem na první uzel. Každý následující uzel obsahuje hodnotu a odkaz na další uzel.
- Vkládání prvků: Prvky lze vložit na začátek, konec nebo na konkrétní místo v propojeném seznamu.
- Mazání prvků : Prvky lze odstranit z propojeného seznamu aktualizací odkazu předchozího uzlu tak, aby ukazoval na další uzel, čímž se aktuální uzel účinně odstraní ze seznamu.
- Hledání prvků : Propojené seznamy lze vyhledávat pro konkrétní prvek tak, že začnete od hlavního uzlu a budete postupovat podle odkazů na další uzly, dokud není nalezen požadovaný prvek.
- Aktualizace prvků : Prvky v propojeném seznamu lze aktualizovat úpravou hodnoty konkrétního uzlu.
- Přechodové prvky: Prvky v propojeném seznamu lze procházet tak, že začnete od hlavního uzlu a budete postupovat podle odkazů na další uzly, dokud není dosaženo konce seznamu.
- Obrácení propojeného seznamu : Propojený seznam lze zvrátit aktualizací odkazů každého uzlu tak, aby ukazovaly na předchozí uzel místo na další uzel.
Toto jsou některé z nejběžnějších operací prováděných na propojených seznamech. Konkrétní operace a použité algoritmy se mohou lišit v závislosti na požadavcích problému a použitém programovacím jazyku.
Aplikace z odkazovaného seznamu:
Různé aplikace propojených seznamů jsou následující:
- Propojené seznamy se používají k implementaci zásobníků, front, grafů atd.
- Propojené seznamy se používají k provádění aritmetických operací na dlouhých celých číslech.
- Používá se pro reprezentaci řídkých matic.
- Používá se v propojené alokaci souborů.
- Pomáhá při správě paměti.
- Používá se v reprezentaci Polynomial Manipulation, kde každý polynomický člen představuje uzel v propojeném seznamu.
- Propojené seznamy se používají k zobrazení kontejnerů obrázků. Uživatelé mohou navštívit minulé, aktuální a následující obrázky.
- Slouží k uložení historie navštívené stránky.
- Používají se k provádění operací zpět.
- Linked se používají při vývoji softwaru, kde označují správnou syntaxi značky.
- Propojené seznamy se používají k zobrazení zdrojů sociálních médií.
Aplikace propojeného seznamu v reálném životě:
- Propojený seznam se používá v plánování Round-Robin ke sledování tahu ve hrách pro více hráčů.
- Používá se v prohlížeči obrázků. Předchozí a následující obrázky jsou propojeny, a proto k nim lze přistupovat pomocí tlačítek Předchozí a Další.
- V hudebním seznamu skladeb jsou skladby propojeny s předchozími a následujícími skladbami.
Chcete začít s propojeným seznamem? Můžete vyzkoušet naše kurátorské články a seznamy pro osvědčené postupy:
- Úvod do datové struktury propojeného seznamu
- Top 20 propojených seznam otázek k rozhovoru
- Procvičte si problém Linked List na techcodeview.com
Zásobník:
Zásobník je lineární datová struktura, která sleduje určité pořadí, ve kterém jsou operace prováděny. Objednávka je LIFO (Poslední dovnitř, první ven) . Zadávání a načítání dat je možné pouze z jednoho konce. Zadávání a získávání dat se také nazývá operace push a pop v zásobníku. V zásobníku jsou možné různé operace, jako je obrácení zásobníku pomocí rekurze, řazení, mazání prostředního prvku zásobníku atd.
Zásobník
Vlastnosti zásobníku:
Stack má různé různé vlastnosti, které jsou následující:
- Stack se používá v mnoha různých algoritmech, jako je Hanojská věž, procházení stromů, rekurze atd.
- Zásobník je implementován prostřednictvím pole nebo propojeného seznamu.
- Následuje operaci Last In First Out, tj. prvek, který je vložen jako první, se objeví jako poslední a naopak.
- Vkládání a mazání se provádí na jednom konci, tj. z horní části zásobníku.
- V zásobníku, pokud je přidělený prostor pro zásobník plný, a přesto se někdo pokouší přidat další prvky, povede to k přetečení zásobníku.
Aplikace Stack:
Různé aplikace Stack jsou následující:
- Struktura dat zásobníku se používá při vyhodnocování a převodu aritmetických výrazů.
- Používá se pro kontrolu závorek.
- Při obrácení řetězce se používá také zásobník.
- Stack se používá při správě paměti.
- Používá se také pro zpracování volání funkcí.
- Zásobník se používá k převodu výrazů z infixu na postfix.
- Zásobník se používá k provádění operací zpět i opakování v textových procesorech.
- Zásobník se používá ve virtuálních strojích, jako je JVM.
- Zásobník se používá v přehrávačích médií. Užitečné pro přehrání další a předchozí skladby.
- Zásobník se používá v rekurzních operacích.
Operace prováděná na zásobníku;
Zásobník je lineární datová struktura, která implementuje princip Last-In-First-Out (LIFO). Zde jsou některé běžné operace prováděné se zásobníky:
- TAM : Prvky lze nasunout na vrchol hromádky a přidat nový prvek na vrchol hromádky.
- Pop : Horní prvek lze ze stohu vyjmout provedením operace pop, čímž se účinně odstraní poslední prvek, který byl zatlačen na stoh.
- Podívejte se: Horní prvek lze zkontrolovat bez jeho odstranění ze stohu pomocí operace náhledu.
- Je prázdný : Lze provést kontrolu, zda je zásobník prázdný.
- Velikost : Počet prvků v zásobníku lze určit pomocí operace velikosti.
Toto jsou některé z nejběžnějších operací prováděných na zásobníkech. Konkrétní operace a použité algoritmy se mohou lišit v závislosti na požadavcích problému a použitém programovacím jazyku. Zásobníky se běžně používají v aplikacích, jako je vyhodnocování výrazů, implementace zásobníků volání funkcí v počítačových programech a mnoho dalších.
Reálné aplikace Stack:
- Skutečným příkladem stohu je vrstva jídelních talířů uspořádaných nad sebou. Když odstraníte talíř z hromady, můžete vzít talíř na vrchol hromady. Ale to je přesně ta deska, která přibyla naposledy na hromádku. Pokud chcete desku na dně hromady, musíte odstranit všechny desky na jejím vrcholu, abyste se k ní dostali.
- Prohlížeče používají zásobníkové datové struktury ke sledování dříve navštívených stránek.
- Protokol hovorů v mobilu také používá strukturu dat zásobníku.
Chcete začít se Stackem? Můžete vyzkoušet naše kurátorské články a seznamy pro osvědčené postupy:
java cast string to int
- Procvičte si problém se zásobníkem na techcodeview.com
Fronta:
Fronta je lineární datová struktura, která sleduje určité pořadí, ve kterém jsou operace prováděny. Objednávka je První dovnitř, první ven (FIFO) tj. datová položka uložená jako první bude přístupná jako první. V tomto případě se zadávání a načítání dat neprovádí pouze z jednoho konce. Příkladem fronty je jakákoli fronta spotřebitelů pro zdroj, kde je jako první obsluhován spotřebitel, který přišel jako první. Na frontě se provádějí různé operace, jako je obrácení fronty (s nebo bez použití rekurze), obrácení prvních K prvků fronty atd. Několik základních operací prováděných ve frontě je zařazení do fronty, vyřazení z fronty, fronta, zadní strana atd.

Fronta
Vlastnosti fronty:
Fronta má různé různé vlastnosti, které jsou následující:
- Fronta je struktura FIFO (First In First Out).
- Chcete-li odstranit poslední prvek fronty, je nutné odstranit všechny prvky vložené před nový prvek ve frontě.
- Fronta je uspořádaný seznam prvků podobných datových typů.
Aplikace fronty:
Různé aplikace Queue jsou následující:
- Fronta se používá pro zpracování návštěvnosti webu.
- Pomáhá udržovat seznam skladeb v přehrávačích médií.
- Fronta se používá v operačních systémech pro zpracování přerušení.
- Pomáhá při obsluze požadavků na jediném sdíleném prostředku, jako je tiskárna, plánování úloh CPU atd.
- Používá se při asynchronním přenosu dat např. roury, IO souboru a sokety.
- Fronty se používají pro plánování úloh v operačním systému.
- V sociálních médiích se k nahrání více fotografií nebo videí používá fronta.
- K odeslání e-mailové fronty se používá datová struktura.
- Ke zpracování návštěvnosti webových stránek v určité době se používají fronty.
- V operačním systému Windows pro přepínání více aplikací.
Operace provedená ve frontě:
Fronta je lineární datová struktura, která implementuje princip First-In-First-Out (FIFO). Zde jsou některé běžné operace prováděné s frontami:
- Zařadit do fronty : Prvky lze přidat na konec fronty přidáním nového prvku na konec fronty.
- V souladu s tím : Přední prvek lze z fronty odstranit provedením operace vyřazení z fronty, která účinně odstraní první prvek, který byl přidán do fronty.
- Podívejte se : Přední prvek lze zkontrolovat bez odstranění z fronty pomocí operace náhledu.
- Je prázdný : Lze provést kontrolu, zda je fronta prázdná.
- Velikost : Počet prvků ve frontě lze určit pomocí operace velikosti.
Toto jsou některé z nejběžnějších operací prováděných na frontách. Konkrétní operace a použité algoritmy se mohou lišit v závislosti na požadavcích problému a použitém programovacím jazyku. Fronty se běžně používají v aplikacích, jako je plánování úloh, řízení komunikace mezi procesy a mnoho dalších.
Aplikace fronty v reálném životě:
- Příkladem fronty v reálném světě je jednoproudová jednosměrná silnice, kde vozidlo, které vjede jako první, vyjede jako první.
- Reálnější příklad lze vidět ve frontě u okének.
- Pokladní linka v obchodě je také příkladem fronty.
- Lidé na eskalátoru
Chcete začít s Queue? Můžete vyzkoušet naše kurátorské články a seznamy pro osvědčené postupy:
- Procvičte si problém s frontou na techcodeview.com
Strom:
Strom je nelineární a hierarchická datová struktura, kde jsou prvky uspořádány do stromové struktury. Ve stromu se nejvyšší uzel nazývá kořenový uzel. Každý uzel obsahuje nějaká data a data mohou být libovolného typu. Skládá se z centrálního uzlu, strukturálních uzlů a poduzlů, které jsou spojeny hranami. Různé stromové datové struktury umožňují rychlejší a snadnější přístup k datům, protože se jedná o nelineární datovou strukturu. Strom má různé terminologie jako uzel, kořen, hrana, výška stromu, stupeň stromu atd.
Existují různé typy stromů podobných

Strom
Vlastnosti stromu:
Strom má různé vlastnosti, které jsou následující:
- Strom je také známý jako rekurzivní datová struktura.
- Ve stromu lze výšku kořene definovat jako nejdelší cestu od kořenového uzlu k listovému uzlu.
- Ve stromu lze také vypočítat hloubku od vrcholu k libovolnému uzlu. Kořenový uzel má hloubku 0.
Aplikace stromu:
Různé aplikace stromu jsou následující:
- Halda je stromová datová struktura, která je implementována pomocí polí a používá se k implementaci prioritních front.
- B-Strom a B+ Tree se používají k implementaci indexování v databázích.
- Strom syntaxe pomáhá při skenování, analýze, generování kódu a vyhodnocování aritmetických výrazů v návrhu kompilátoru.
- K-D Tree je strom rozdělující prostor používaný k organizaci bodů v K-rozměrném prostoru.
- Spanning trees se používají ve směrovačích v počítačových sítích.
Operace provedená na stromě:
Strom je nelineární datová struktura, která se skládá z uzlů spojených hranami. Zde jsou některé běžné operace prováděné na stromech:
- Vložení : Do stromu lze přidat nové uzly pro vytvoření nové větve nebo pro zvýšení výšky stromu.
- Vymazání : Uzly lze ze stromu odebrat aktualizací odkazů nadřazeného uzlu, aby se odstranil odkaz na aktuální uzel.
- Vyhledávání : Prvky lze vyhledávat ve stromu tak, že začnete od kořenového uzlu a projdete strom na základě hodnoty aktuálního uzlu, dokud není nalezen požadovaný uzel.
- Průjezd : Prvky ve stromu lze procházet několika různými způsoby, včetně procházení v pořadí, před objednávkou a po objednávce.
- Výška : Výšku stromu lze určit spočítáním počtu hran od kořenového uzlu k nejvzdálenějšímu listovému uzlu.
- Hloubka : Hloubku uzlu lze určit spočítáním počtu hran od kořenového uzlu k aktuálnímu uzlu.
- Vyrovnávání : Strom lze vyvážit, aby bylo zajištěno, že výška stromu je minimalizována a rozložení uzlů je co nejrovnoměrnější.
Toto jsou některé z nejběžnějších operací prováděných na stromech. Konkrétní operace a použité algoritmy se mohou lišit v závislosti na požadavcích problému a použitém programovacím jazyku. Stromy se běžně používají v aplikacích, jako je vyhledávání, třídění a ukládání hierarchických dat.
Aplikace stromu v reálném životě:
- V reálném životě pomáhá stromová datová struktura při vývoji her.
- Pomáhá také při indexování v databázích.
- Rozhodovací strom je účinný nástroj strojového učení, běžně používaný v rozhodovací analýze. Má strukturu podobnou vývojovému diagramu, která pomáhá porozumět datům.
- Domain Name Server také používá stromovou datovou strukturu.
- Nejčastějším případem použití stromu je jakákoli stránka sociální sítě.
Chcete začít se stromem? Můžete vyzkoušet naše kurátorské články a seznamy pro osvědčené postupy:
- 50 nejlepších dotazů na stromový pohovor
- Procvičte si problém se stromem na techcodeview.com
Graf:
Graf je nelineární datová struktura, která se skládá z vrcholů (nebo uzlů) a hran. Skládá se z konečné množiny vrcholů a množiny hran, které spojují dvojici uzlů. Graf se používá k řešení nejnáročnějších a nejsložitějších programovacích problémů. Má různé terminologie, kterými jsou Cesta, Stupeň, Přilehlé vrcholy, Připojené komponenty atd.

Graf
Charakteristika grafu:
Graf má různé různé vlastnosti, které jsou následující:
- Maximální vzdálenost od vrcholu ke všem ostatním vrcholům je považována za excentricitu tohoto vrcholu.
- Vrchol s minimální excentricitou je považován za centrální bod grafu.
- Minimální hodnota excentricity ze všech vrcholů je považována za poloměr souvislého grafu.
Aplikace grafu:
Různé aplikace grafů jsou následující:
- Graf se používá k znázornění toku výpočtu.
- Používá se při modelování grafů.
- Operační systém používá Resource Allocation Graph.
- Používá se také ve World Wide Web, kde webové stránky představují uzly.
Operace provedená na grafu:
Graf je nelineární datová struktura sestávající z uzlů a hran. Zde jsou některé běžné operace prováděné s grafy:
- Přidat vertex: Do grafu lze přidat nové vrcholy, které představují nový uzel.
- Přidat okraj: Mezi vrcholy lze přidat hrany, které představují vztah mezi uzly.
- Odebrat Vertex : Vrcholy lze z grafu odstranit aktualizací odkazů sousedních vrcholů, aby se odstranil odkaz na aktuální vrchol.
- Odebrat Edge : Hrany lze odstranit aktualizací odkazů sousedních vrcholů, aby se odstranil odkaz na aktuální hranu.
- Hloubkové vyhledávání (DFS) : Graf lze procházet pomocí prohledávání do hloubky tak, že navštívíte vrcholy nejprve do hloubky.
- B readth-First Search (BFS): Graf lze procházet pomocí prohledávání do šířky tím, že navštívíte vrcholy napřed způsobem na šířku.
- Nejkratší cesta: Nejkratší cestu mezi dvěma vrcholy lze určit pomocí algoritmů, jako je Dijkstrův algoritmus nebo A* algoritmus.
- Připojené komponenty : Související složky grafu lze určit nalezením množin vrcholů, které jsou spojeny navzájem, ale nejsou spojeny s žádnými jinými vrcholy v grafu.
- Detekce cyklu : Cykly v grafu lze detekovat kontrolou zadních hran během prohledávání do hloubky.
Toto jsou některé z nejběžnějších operací prováděných s grafy. Konkrétní operace a použité algoritmy se mohou lišit v závislosti na požadavcích problému a použitém programovacím jazyku. Grafy se běžně používají v aplikacích, jako jsou počítačové sítě, sociální sítě a problémy se směrováním.
Aplikace grafu v reálném životě:
- Jedním z nejběžnějších příkladů grafu v reálném světě jsou Mapy Google, kde jsou města umístěna jako vrcholy a cesty spojující tyto vrcholy jsou umístěny jako okraje grafu.
- Sociální síť je také jedním ze skutečných příkladů grafu, kde každý člověk v síti je uzel a všechna jejich přátelství na síti jsou okrajem grafu.
- Graf se také používá ke studiu molekul ve fyzice a chemii.
Chcete začít s Graphem? Můžete vyzkoušet naše kurátorské články a seznamy pro osvědčené postupy:
gimp ukládání jako jpeg
- Úvod do datové struktury grafu
- 50 nejčastějších otázek v rozhovoru pro graf
- Procvičte si problém s grafem na techcodeview.com
Výhody datové struktury:
- Vylepšená organizace dat a efektivita ukládání.
- Rychlejší získávání dat a manipulace s nimi.
- Usnadňuje návrh algoritmů pro řešení složitých problémů.
- Usnadňuje aktualizaci a údržbu dat.
- Poskytuje lepší pochopení vztahů mezi datovými prvky.
Nevýhoda datové struktury:
- Zvýšená výpočetní a paměťová režie.
- Obtížnost při navrhování a implementaci složitých datových struktur.
- Omezená škálovatelnost a flexibilita.
- Složitost při ladění a testování.
- Potíže s úpravou existujících datových struktur.
Odkaz:
Datové struktury lze nalézt v různých učebnicích informatiky a online zdrojích. Některé populární texty zahrnují:
- Úvod do algoritmů od Thomase H. Cormena, Charlese E. Leisersona, Ronalda L. Rivesta a Clifforda Steina.
- Datové struktury a analýza algoritmů v Javě od Marka Allena Weisse.
- Algorithm Design Manual od Stevena S. Skiena.
- Online zdroje jako Coursera, Udemy a Khan Academy také nabízejí kurzy o datových strukturách a algoritmech.
Závěr
Přestože se jedná o nejznámější a nejpoužívanější datové struktury, existují i jiné formy datových struktur, které se používají v informatice, jako např. datové struktury založené na zásadách , atd. Ale bez ohledu na to, jakou datovou strukturu zvolíte, každá má své výhody a nevýhody, bez jejichž znalosti může být výběr špatného typu datové struktury velmi nákladný. Je tedy velmi důležité porozumět potřebě situace a poté se rozhodnout, který typ datové struktury se pro danou práci nejlépe hodí.