V tomto článku prozkoumáme důležitost datové struktury , různé typy datové struktury dostupné v C++ a jak je efektivně používat ve svých programech.
Co je datová struktura v C++
The datová struktura je základní koncept v programování a hraje zásadní roli při ukládání a organizaci dat. V C++ lze datovou strukturu definovat jako způsob ukládání dat a správy dat ve specifickém formátu. To umožňuje efektivní přístup a manipulaci s daty, což usnadňuje programátorům psát a udržovat kód.
V C++ je datové struktury mají následující syntaxi:
strukturovat název_struktury {
datový typ1 název1 ;
datový typ2 název2 ;
datový typ3 název3 ;
datový typ4 název4 ;
..
..
..
} název_obj ;
Ve výše uvedené syntaxi je klíčové slovo struct se používá pro definování struktury a název_struktury je uživatelsky definovaný název struktury a může se lišit. The datový typ1 je datový typ členu struktury a jméno1 je jméno člena struktury a název_obj je název objektu, pro který je struktura definována.
Příklad
V níže uvedeném příkladu je struktura Info se skládá ze tří členů: jméno věk, a občanství.
strukturovat Info
{
char název [ padesáti ] ;
int občanství ;
int stáří ;
}
Spusťte tento kód v C++, definovali jsme všechny tyto členy ve struktuře person a nepřidělili jsme žádný prostor. V hlavní funkci jsme tyto členy inicializovali s konkrétními hodnotami a vytiskli je:
#includepomocí jmenného prostoru std ;
strukturovat Info
{
název řetězce ;
int stáří ;
} ;
int hlavní ( prázdnota ) {
strukturovat Info str ;
p. název = 'Zainab' ;
p. stáří = 23 ;
cout << 'Jméno osoby:' << p. název << endl ;
cout << 'Věk osoby:' << p. stáří << endl ;
vrátit se 0 ;
}
Kód definuje strukturu pojmenovanou Info se dvěma atributy: jménem a věkem. V hlavní funkci nová Info objekt je vytvořen a je přiřazen jeho název a stáří. Nakonec se hodnoty těchto polí vytisknou do konzole pomocí cout.
Klasifikace datových struktur v C++
V C++ je datová struktura se dělí na dvě široké kategorie: Lineární a nelineární datové struktury . Datové struktury jsou rozděleny na základě následujících charakteristik:
Charakteristický | Vysvětlení | Příklad |
Lineární | Data jsou uspořádána v lineárním pořadí | Pole |
Nelineární | Položky dat nejsou v lineárním pořadí | Graf, strom |
Statický | Umístění, velikost a paměť jsou pevné | Pole |
Dynamický | Velikost se mění v závislosti na provádění programu | Spojový seznam |
Homogenní | Položky jsou stejného typu | Pole |
Nehomogenní | Položky mohou, ale nemusí být stejného typu | Struktury |
Kategorie datových struktur v C++ jsou:
1: Pole
Pole jsou nejzákladnější datové struktury C++. Pole je skupina prvků se stejným datovým typem. Pole usnadňují provádění operací na celém souboru dat. Hodnoty uložené v polích jsou známé jako prvky.
2: Propojený seznam
Prvky dat v Propojeném seznamu jsou propojeny prostřednictvím uzlů. Každý uzel má za sebou adresu a data uzlu. Jsou nejlepší pro přidávání a odstraňování uzlů. Propojené seznamy mají dva typy, jeden je jednoduchý a druhý je dvojitě propojený seznam. V jednoduše propojeném seznamu má předchozí uzel za sebou data uzlu, ale další uzel o předchozím uzlu neví. V dvojitě propojeném seznamu je směr vpřed i vzad.
3: Hromady
Stacks je abstraktní datový typ, který se řídí principem LIFO (Last in First Out). Toto pravidlo znamená, že naposledy vložený prvek bude smazán jako první. Používají se s rekurzivními algoritmy zpětného sledování.
4: Ocasy
Fronty jsou také abstraktní datový typ a řídí se pravidlem FIFO (první dovnitř a první ven). Toto pravidlo znamená, že prvek vložený jako první bude smazán jako první. Jsou užitečné při zpracování interpretací systému v reálném čase.
5: Stromy
Stromy jsou množinou nelineárních datových struktur s více uzly. Umožňuje pouze jednu hranu se dvěma vrcholy.
6: Grafy
V grafu je každý uzel vrchol a každý vrchol je spojen s jiným vrcholem přes hranu. Koule jsou vrcholy a šipky jsou hrany, používají se pro implementaci reálných scénářů nebo neuronových sítí. Grafy mají tři různé typy: neorientovaný graf, dvousměrný graf a vážený graf.
Operace prováděné na datových strukturách
Na datových strukturách v C++ můžeme provádět následující funkce:
- Vkládání nových datových prvků do datových struktur.
- Odstranění existujících datových prvků z datové struktury.
- Zobrazte všechny datové prvky v datové struktuře.
- Vyhledejte konkrétní prvek v datové struktuře.
- Uspořádejte všechny prvky ve vzestupném nebo sestupném pořadí.
- Zkombinujte prvky ze dvou datových struktur a vytvořte novou.
Sečteno a podtrženo
Datové struktury v C++ jsou způsob, jak efektivně nakládat s daty, aby k nim bylo možné přistupovat. Je důležité zvolit vhodnou datovou strukturu pro váš projekt, pokud chcete data přidávat postupně, pak jděte na pole. Pochopení konceptu datové struktury vám pomůže zvládnout umění programování a navrhování algoritmů.