Структура данных

Структура данных
Бинарное дерево, простой пример ветвящейся связной структуры данных.

Структура данных (англ. data structure) — программная единица, позволяющая хранить и обрабатывать множество однотипных и/или логически связанных данных в вычислительной технике. Для добавления, поиска, изменения и удаления данных структура данных предоставляет некоторый набор функций, составляющих её интерфейс.

Термин «структура данных» может иметь несколько близких, но тем не менее различных значений[1]:

  • Абстрактный тип данных;
  • Реализация какого-либо абстрактного типа данных;
  • Экземпляр типа данных, например, конкретный список;
  • В контексте функционального программирования — уникальная единица (англ. unique identity), сохранящаяся при изменениях. О ней неформально говорят как об одной структуре данных, несмотря на возможное наличие различных версий.

Структуры данных формируются с помощью типов данных, ссылок и операций над ними в выбранном языке программирования.

Различные виды структур данных подходят для различных приложений; некоторые из них имеют узкую специализацию для определённых задач. Например, B-деревья обычно подходят для создания баз данных, в то время как хеш-таблицы используются повсеместно для создания различного рода словарей, например, для отображения доменных имён в интернет-адреса компьютеров.

При разработке программного обеспечения сложность реализации и качество работы программ существенно зависит от правильного выбора структур данных. Это понимание дало начало формальным методам разработки и языкам программирования, в которых именно структуры данных, а не алгоритмы, ставятся во главу архитектуры программного средства. Большая часть таких языков обладает определённым типом модульности, позволяющим структурам данных безопасно переиспользоваться в различных приложениях. Объектно-ориентированные языки, такие как Java, C# и C++, являются примерами такого подхода.

Многие классические структуры данных представлены в стандартных библиотеках языков программирования или непосредственно встроены в языки программирования. Например, структура данных хэш-таблица встроена в языки программирования Lua, Perl, Python, Ruby, Tcl и др. Широко используется стандартная библиотека шаблонов (STL) языка C++.

Фундаментальными строительными блоками для большей части структур данных являются массивы, записи (struct в Си и record в Паскале), размеченные объединения (union в Си) и ссылки. Например, двусвязный список может быть построен с помощью записей и ссылок, где каждая запись (узел) будет хранить данные и ссылки на «левый» и «правый» узлы.

Сравнение структур данных в функциональном и императивном программировании

Проектировать структуры данных для функциональных языков более сложно, чем для императивных, как минимум по двум причинам[1]:

  1. Почти все структуры данных интенсивно используют присваивание, которое в чисто функциональном стиле не используется;
  2. Функциональные структуры данных являются более гибкими, и поэтому там, где в императивном программировании старая версия теряется, просто заменяясь новой, в функциональном она автоматически продолжает существовать. Другими словами, в императивном программировании (если не принять особых мер, могущих серьёзно усложнить программу) структуры данных являются эфемерными (англ. ephemeral), а в функциональных программах они как правило постоянные (англ. persistent).

См. также

Примечания

  1. 1 2 Okasaki, 1998, pp. 3-4

Литература

  • Альфред В. Ахо, Джон Хопкрофт, Джеффри Д. Ульман. Структуры данных и алгоритмы = Data Structures and Algorithms. — М.: Вильямс, 2000. — 384 с. — ISBN 0-201-00023-7
  • Майкл Мейн, Уолтер Савитч. Структуры данных и другие объекты в C++ = Data Structures and Other Objects Using C++. — 2-е изд. — М.: Вильямс, 2002. — 832 с. — ISBN 0-201-70297-5
  • Chris Okasaki Purely Functional Data Structures. — Cambridge University Press, 1998. — 232 с. — ISBN 978-0521663502

Ссылки



Wikimedia Foundation. 2010.

Смотреть что такое "Структура данных" в других словарях:

  • Структура данных — организационная схема записи или массива, в соответствии с которой упорядочены данные, с тем чтобы их можно было интерпретировать и выполнять над ними определенные операции. По английски: Data structure См. также: Структуры данных Данные… …   Финансовый словарь

  • Структура данных для непересекающихся множеств — Значимость предмета статьи поставлена под сомнение. Пожалуйста, покажите в статье значимость её предмета, добавив в неё доказательства значимости по частным критериям значимости или, в случае если частные критерии значимости для… …   Википедия

  • Дерево (структура данных) — У этого термина существуют и другие значения, см. Дерево (значения). Простой пример неупорядоченного дерева Дерево  одна из наиболее широко распространённых структу …   Википедия

  • Простая структура данных — (англ. plain old data, POD)  в современных языках программирования высокого уровня тип данных, имеющий жёстко определённое расположение полей в памяти, не требующий ограничения доступа и автоматического управления. Переменные такого… …   Википедия

  • Объединение (структура данных) — Эту статью следует викифицировать. Пожалуйста, оформите её согласно правилам оформления статей. У этого термина существуют и другие значения, см. Объединение. Объединение ( …   Википедия

  • Куча (структура данных) — Эта статья  о структуре данных в программировании. О динамической области распределения памяти см. Динамически распределяемая память. Пример полной бинарной кучи …   Википедия

  • Двоичное дерево (структура данных) — Двоичное дерево структура данных, являющаяся программной реализацией двоичного дерева (графа). Двоичное дерево состоит из узлов (вершин) записей вида (data, left, right), где data некоторые данные привязанные к узлу, left, right ссылки на узлы,… …   Википедия

  • иерархическая структура данных — Структура данных, представляющая собой множество, частично упорядоченное таким образом, что существует только один элемент этого множества, не имеющий предыдущего, а все другие элементы имеют только один предыдущий (ДСТУ 2874). [Домарев В.В.… …   Справочник технического переводчика

  • переменная структура данных — — [Л.Г.Суменко. Англо русский словарь по информационным технологиям. М.: ГП ЦНИИС, 2003.] Тематики информационные технологии в целом EN variable data structure …   Справочник технического переводчика

  • рекурсивная структура данных — — [Л.Г.Суменко. Англо русский словарь по информационным технологиям. М.: ГП ЦНИИС, 2003.] Тематики информационные технологии в целом EN recursive data structure …   Справочник технического переводчика

Книги

Другие книги по запросу «Структура данных» >>


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»

We are using cookies for the best presentation of our site. Continuing to use this site, you agree with this.