データ構造とは

データ構造は、情報を収集および整理する特定の方法を指すコンピューターサイエンスの概念です。 すべてのデータ構造は、データにアクセスして他のデータに接続するために、特定のデータがコンピューターのメモリのどこにあるかに関する情報を使用します。 データ構造は、個々の情報の間にさまざまな種類の関係の1つを確立します。 さまざまなタイプのデータ構造はさまざまな目的により効率的であり、コーディングの難しさはデータ構造のタイプによって大きく異なります。

配列は最も単純なデータ構造ですが、それでも情報を整理するための非常に強力なツールです。 配列では、要素にシーケンシャルメモリアドレスが割り当てられ、単純な数学的計算を使用して、配列内の任意のアイテムのメモリアドレスを非常に迅速に決定できます。これは重要な利点です。 配列は、任意の数の次元に存在すると考えることができます。 1次元配列はリストとして、2次元配列はテーブルとして、3次元配列は個々のセルの立方体として概念化されます。 3次元を超える配列も存在できます。

リンクリストは、別のシンプルですが非常に重要なタイプのデータ構造です。 リンクリストでは、各ノードは、リスト内の次の要素を識別する実際のデータと情報の両方を含む変数で構成されます。 したがって、最初のノードのアドレスがわかっている限り、リンクリストをステップスルーできます。 このタイプのデータ構造は、新しいノードをいつでも簡単に割り当てることができるため、動的な成長に役立つため、汎用性があります。 リスト内の前のノードの場所を含む変数を追加すると、このタイプのデータ構造をどちらの方向にも走査できます。

ツリーは、ノードを階層的に順序付けします。ノードはルートノードから始まり、必要なすべてのデータが構造内に収まるまで、ノードの複数のレイヤーを下降します。 通常、ツリー内の要素は何らかの方法でソートされます。 ツリーは並べ替えを実装することができ、リンクリストで並べ替える必要のある情報の範囲全体を各分岐が排除するため、保存されたデータへのアクセスがはるかに高速になる可能性があります。

ハッシュテーブルは、方程式を使用してそのデータをメモリアドレスに変換することにより、特定のデータが格納されるメモリアドレスを決定するために使用されます。 これらは、配列からデータを保存および取得するための非常に効率的な構造になります。

すべてのデータ構造は、コンピューターが特定の情報を見つけるために実行する必要のある命令の数を減らすように設計されています。 さまざまな種類のデータはさまざまな種類のデータ構造に適していますが、ほとんどの最新のプログラミング言語は、さまざまなデータ構造をサポートするか、プログラマが独自のデータ構造をコーディングできるツールを提供します。