V tem članku bomo raziskali pomen podatkovne strukture , različne vrste podatkovne strukture na voljo v C++ in kako jih učinkovito uporabiti v svojih programih.
Kaj je struktura podatkov v C++
The struktura podatkov je bistven koncept v programiranju in ima ključno vlogo pri shranjevanju in organiziranju podatkov. V C++ lahko podatkovno strukturo definiramo kot način shranjevanja podatkov in upravljanja podatkov v določenem formatu. To omogoča učinkovit dostop in manipulacijo podatkov, kar programerjem olajša pisanje in vzdrževanje kode.
V C++ je podatkovne strukture imajo naslednjo sintakso:
struct ime_strukture {
podatkovni tip1 ime1 ;
podatkovni tip2 ime2 ;
podatkovni tip3 ime3 ;
podatkovni tip4 ime4 ;
..
..
..
} ime_objekta ;
V zgornji sintaksi je ključna beseda struct se uporablja za definiranje strukture in ime_strukture je uporabniško določeno ime strukture in se lahko spreminja. The datatype1 je podatkovni tip člana strukture in ime1 je ime člana strukture in ime_objekta je ime predmeta, za katerega je definirana struktura.
Primer
V spodnjem primeru je informacije o strukturi sestavljajo trije člani: ime, starost, in državljanstvo.
struct Informacije
{
char ime [ petdeset ] ;
int državljanstvo ;
int starost ;
}
Zaženimo to kodo v C++, vse te člane smo definirali v strukturi oseba in nismo dodelili nobenega prostora. V glavni funkciji smo te člane inicializirali z določenimi vrednostmi in jih natisnili:
#includeuporaba imenskega prostora std ;
struct Informacije
{
ime niza ;
int starost ;
} ;
int glavni ( praznina ) {
struct Informacije str ;
str. ime = 'Zainab' ;
str. starost = 23 ;
cout << 'Ime osebe:' << str. ime << konec ;
cout << 'Starost osebe:' << str. starost << konec ;
vrnitev 0 ;
}
Koda definira strukturo z imenom Informacije z dvema atributoma: imenom in starostjo. V glavni funkciji nov Informacije predmet je ustvarjen in dodeljena sta mu ime in starost. Končno se vrednosti teh polj natisnejo na konzolo z uporabo cout.
Klasifikacija podatkovne strukture v C++
V C++ je struktura podatkov je razdeljen v dve veliki kategoriji: Linearne in nelinearne podatkovne strukture . Podatkovne strukture so razdeljene na podlagi naslednjih značilnosti:
| Značilno | Razlaga | Primer |
| Linearno | Podatki so urejeni v linearnem zaporedju | Nizi |
| Nelinearna | Postavke podatkov niso v linearnem zaporedju | Graf, drevo |
| Statično | Lokacija, velikost in pomnilnik so fiksni | Nizi |
| Dinamično | Velikost se spreminja glede na izvajanje programa | Povezan seznam |
| Homogena | Predmeti so iste vrste | Nizi |
| Nehomogen | Elementi so lahko ali pa tudi ne iste vrste | Strukture |
Kategorije podatkovnih struktur v C++ so:
1: Nizi
Nizi so najbolj temeljne podatkovne strukture C++. Matrika je skupina elementov z istim tipom podatkov. Matrike olajšajo izvajanje operacij na celotnem nizu podatkov. Vrednosti, shranjene v nizih, so znane kot elementi.
2: Povezan seznam
Elementi podatkov na povezanem seznamu so povezani prek vozlišč. Vsako vozlišče ima naslov in podatke vozlišča za njim. Najboljši so za dodajanje in brisanje vozlišč. Povezani seznami imajo dve vrsti: ena je enojna in druga dvojno povezana seznama. Na enojno povezanem seznamu ima prejšnje vozlišče podatke vozlišča za njim, vendar naslednje vozlišče ne pozna prejšnjega vozlišča. V dvojno povezanem seznamu je smer tako naprej kot nazaj.
3: Zloženke
Stacks je abstraktni podatkovni tip, ki sledi načelu LIFO (Last in First Out). To pravilo pomeni, da bo nazadnje vstavljen element najprej izbrisan. Uporabljajo se z rekurzivnimi algoritmi za sledenje nazaj.
4: repi
Čakalne vrste so tudi abstraktni tip podatkov in sledijo pravilu FIFO (First in and First Out). To pravilo pomeni, da bo element, ki je vstavljen prvi, prvi izbrisan. V pomoč so pri obravnavanju sistemskih interpretacij v realnem času.
5: Drevesa
Drevesa so niz nelinearnih podatkovnih struktur z več vozlišči. Omogoča le en rob z dvema ogliščema.
6: Grafi
V grafu je vsako vozlišče oglišče in vsako oglišče je povezano z drugim ogliščem preko roba. Krogle so vrhovi, puščice pa robovi, uporabljajo se za izvajanje scenarijev iz resničnega življenja ali nevronskih mrež. Grafi imajo tri različne vrste: neusmerjeni graf, dvosmerni graf in uteženi graf.
Izvajanje operacij na podatkovnih strukturah
Na podatkovnih strukturah v C++ lahko izvajamo naslednje funkcije:
- Vstavljanje novih podatkovnih elementov v podatkovne strukture.
- Odstranitev obstoječih podatkovnih elementov iz podatkovne strukture.
- Prikažite vse podatkovne elemente v podatkovni strukturi.
- Poiščite določen element v podatkovni strukturi.
- Vse elemente razporedite v naraščajočem ali padajočem vrstnem redu.
- Združite elemente iz dveh podatkovnih struktur in ustvarite novo.
Spodnja črta
Podatkovne strukture v C++ so način za učinkovito ravnanje s podatki, tako da je do njih mogoče dostopati. Pomembno je, da izberete ustrezno podatkovno strukturo za svoj projekt; če želite podatke dodajati zaporedno, izberite nize. Razumevanje koncepta strukture podatkov vam bo pomagalo obvladati umetnost programiranja in oblikovanja algoritmov.