نظره عامهدليل الدراسة
Published on 2023-04-20 00:10:05 · 中文 · English · Español · हिंदीName · 日本語 · Русский язык · 中文繁體
هيكلة البيانات هي طريقة منهجية لتنظيم البيانات لاستخدامها بفعالية. المصطلحات التالية هي المصطلحات الأساسية لهياكل البيانات.
الواجهة - كل بنية بيانات لها واجهة. تمثل الواجهة مجموعة من العمليات التي تدعمها بنية البيانات. توفر الواجهة فقط قائمة بالعمليات المدعومة وأنواع المعلمات التي يمكنهم قبولها وأنواع الإرجاع لتلك العمليات.
التنفيذ - يوفر التنفيذ تمثيلا داخليا لبنية البيانات. يوفر التنفيذ أيضا تعريفات للخوارزميات المستخدمة في عمليات بنية البيانات.
خصائص هيكل البيانات
الصواب - يجب أن تنفذ تطبيقات بنية البيانات واجهاتها بشكل صحيح. تعقيد الوقت - يجب أن يكون الوقت المنقضي أو وقت التنفيذ لعملية بنية البيانات صغيرا قدر الإمكان. تعقيد المساحة - يجب أن يكون استخدام الذاكرة لعمليات بنية البيانات في حده الأدنى قدر الإمكان.هياكل البيانات مطلوبة
نظرا لأن التطبيقات أصبحت أكثر تعقيدا وغنية بالبيانات ، تواجه التطبيقات الآن ثلاث مشكلات شائعة.
البحث عن البيانات - ضع في اعتبارك مخزون 1 مليون (106) عنصر في متجرك. إذا كان التطبيق يبحث عن عنصر ، فسيتعين عليه البحث عن عنصر واحد في كل مرة من 1 مليون (106) عنصر ، مما أدى إلى إبطاء البحث. مع نمو بياناتك ، تتباطأ عمليات البحث.
سرعة المعالج - سرعة المعالج ، على الرغم من ارتفاعها الشديد ، محدودة إذا نمت البيانات إلى مليار سجل.
طلبات متعددة - نظرا لأن الآلاف من المستخدمين يمكنهم البحث عن البيانات على خادم الويب في نفس الوقت ، فقد تفشل حتى الخوادم السريعة عند البحث عن البيانات.
لحل المشاكل المذكورة أعلاه ، تأتي هياكل البيانات للإنقاذ. يمكنك تنظيم بياناتك في بنية بيانات بحيث لا تحتاج إلى البحث في جميع العناصر ، ويمكنك البحث عن البيانات التي تحتاجها على الفور تقريبا.
حالات وقت التنفيذ
ثلاثة سيناريوهات تستخدم بشكل شائع لمقارنة أوقات تنفيذ هياكل البيانات المختلفة.
أسوأ حالة - هذه هي الحالة التي تستغرق فيها عملية بنية بيانات معينة معظم الوقت. إذا كان أسوأ وقت للعملية هو ƒ (n) ، فلن تتجاوز العملية وقت ƒ (n) ، حيث تمثل ƒ (n) دالة n.
متوسط الحالة - هذا هو السيناريو الذي يصف متوسط وقت تنفيذ عملية بنية البيانات. إذا كانت العملية تتطلب وقت ƒ (n) للتنفيذ ، فستتطلب عمليات m وقت mƒ (n).
أفضل حالة - هذا هو السيناريو الذي يصف الحد الأدنى لوقت التنفيذ لعملية بنية البيانات. إذا كانت العملية تتطلب وقتا ƒ (n) للتنفيذ ، فقد تستغرق العملية الفعلية وقتا كرقم عشوائي ، حتى ƒ (n).