X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

Структура данных - программная единица, хранящая и обрабатывающая однотипные данных. Для добавления, поиска, изменения и удаления данных существуют функции структуры данных, составляющие интерфейс этой структуры.

В основе структуры данных лежат типы данных, ссылки и операции, выполнение которых и производится над данными в определенном языке программирования.

Разнообразные структуры данных могут подходить для разнообразных приложений, некоторые структуры имеют узко направленную специализацию, то есть подходят только для решения определённых задач.

Очень важно, разрабатывая программное обеспечение нужно учитывать, что качество работы программы будет сильно зависеть от правильного выбора структур данных, т.к. структура данных является основой всего, именно поэтому структуру данных, а не алгоритм, ставят во главу архитектуры программного обеспечения.

Как было сказано выше, различные структуры могут подходить для различных программ или быть направленными на определенные задачи, поэтому большинство языков программирования, такие, например, как Java, C# и C++, обладают модульностью, то есть появляется возможность использовать структуры данных в различных приложениях.

Фундаментом структур данных являются массивы, записи, размеченные объединения и ссылки.

ДИНАМИЧЕСКИЕ СТРУКТУРЫ ДАННЫХ

Под динамической структурой понимают структуру, в которой отсутствует связь между её элементами и количество этих элементов неопределенно. Создавая связь между элементами динамической структуры данных необходимо использовать указатели, созданная связь будет прямой, а данное представление будет называться связным. Элемент динамической структуры представлен двумя полями:

информационное поле/поле данных (содержат в себе данные, с которыми в последующем и работает структура);

поле связок (это те самые указатели, которые связывают данные элементов в структуре).

СТАТИЧЕСКИЕ СТРУКТУРЫ ДАННЫХ

Статическая структура – это сложная структура, объединяющая в себе более простые, базовые структуры. Статические структуры данных не изменяются, поэтому количество памяти определяется для них автоматически, в процессе компиляции или при активизации определенного блока программы, в котором он и указан.

Статические структуры данных имеют прямую связь со структурированными типами. Структурированные типы – это средства связи в языках программирования, позволяющие строить структуры данных большей сложности. К таким типам относятся:

массивы;

записи (структуры);

множества.

ПОЛУСТАТИЧЕСКИЕ СТРУКТУРЫ ДАННЫХ

Для полустатических структур данных характерна переменная длина и простая процедура изменения этой длины, данные изменения происходят в определенных пределах, без превышения максимального (предельного) значения.

К этим структурным данным относятся:

стеки (последовательный список переменной длиной, элементы которого добавляются и исключаются только с одной стороны списка);

очередь FIFO (First - In - First- Out - "первым пришел - первым вышел" - последовательный список переменной длиной, добавление элементов данного списка осуществляется только с одной стороны списка, а исключение - с другой стороны);

деки (от англ. deq (double ended queue) - очередь с двумя концами - последовательный список, добавление и исключение элементов в котором может осуществляться с любого из двух концов списка);

строки (линейно упорядоченная последовательность символов, принадлежащих конечному множеству символов).

НЕЛИНЕЙНЫЕ СТРУКТУРЫ ДАННЫХ

Граф - сложная нелинейная многосвязная динамическая структура, отображающая свойства и связи сложного объекта. В узлах графа содержится информация об элементах объекта. Связи между узлами задаются ребрами графа. Ребра графа могут иметь направленность, показываемую стрелками, тогда они называются ориентированными, ребра без стрелок - неориентированные.

Дерево - это граф, который характеризуется следующими свойствами:

Существует единственный элемент (узел или вершина), на который не ссылается никакой другой элемент - и который называется корнем;

Начиная с корня и следуя по определенной цепочке указателей, содержащихся в элементах, можно осуществить доступ к любому элементу структуры;

На каждый элемент, кроме корня, имеется единственная ссылка, т.е. каждый элемент адресуется единственным указателем.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Правильное представление данных является основой успешного создания программы, и очень сильно сказывается на производительности этой самой программы. Совокупность структур данных и операций их обработки составляет модель данных, которая является ядром любой базы данных.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

Информатика: базовый курс: учебник для вузов, бакалавров, магистров, обучающихся по направлениям «Информатика и вычислительная техника» / Под ред. Акулова О.А., Медведева Н.В. - М: Омега-Л, 2006. - 560с.

Код для цитирования: Скопировать