データ構(gòu)造の詳細(xì)な説明：アレイからツリー、そしてハッシュテーブルまで
この記事では、配列、リンクリスト、バイナリ検索ツリー（BST）、ハッシュテーブルなど、いくつかの一般的なデータ構(gòu)造について説明し、メモリとその利點(diǎn)と短所で組織を説明します。
情報(bào)構(gòu)造と抽象データ構(gòu)造
情報(bào)構(gòu)造とは、情報(bào)がメモリ內(nèi)で編成される方法を指し、一方、抽象データ構(gòu)造はこれらの構(gòu)造の概念的な理解です。抽象データ構(gòu)造を理解することで、実際にさまざまなデータ構(gòu)造をよりよく実裝することができます。
スタックとキュー
キューは、並んで待機(jī)するのと同様に、FIFO（最初の、最初のアウト）の原則に続く抽象的なデータ構(gòu)造です。その主な操作には、エンキュー（キューのテールへの要素の追加）およびdequeuing（キューのヘッド要素の削除）が含まれます。
スタックは、プレートを積み重ねるように、LIFO（最初のアウトで最後に）原則に従います。その操作には、プッシュ（スタックの上部への要素の追加）およびポップ（スタックの上部要素の削除）が含まれます。
配列
配列は、メモリにデータを継続的に保存する構(gòu)造です。以下の図に示すように、配列はメモリ內(nèi)の連続ストレージスペースを占有します。
他のプログラム、関數(shù)、および変數(shù)は、メモリに存在する場(chǎng)合があり、以前に使用された冗長(zhǎng)データが存在する場(chǎng)合があります。アレイに新しい要素を追加する必要がある場(chǎng)合は、メモリを再配置して配列全體をコピーする必要があります。これは非効率的です。
メモリを事前に割り當(dāng)てるとコピー操作が減少する可能性がありますが、システムリソースを無(wú)駄にします。したがって、実際のニーズに応じてメモリを割り當(dāng)てることが重要です。
リンクリスト
リンクされたリストは、異なるメモリ領(lǐng)域に配置された値をリストに連結(jié)し、動(dòng)的な拡張または削減をサポートできる強(qiáng)力なデータ構(gòu)造です。
各CS- 5週目には、データ値と次のCS- 5週目へのポインターの2つの値が含まれています。最後のCS- 5週目のポインター値はnullで、リンクリストの終了を示します。
C言語(yǔ)では、CS- 5週目は次のように定義できます。
<code class="c">typedef struct node { int number; struct node *next; } node;</code>
次の例は、リンクリストを作成するプロセスを示しています。
リンクされたリストの欠點(diǎn)には、追加のメモリストレージポインターの必要性と、インデックスを介して要素に直接アクセスできないことが含まれます。
バイナリ検索ツリー（BST）
バイナリ検索ツリーは、データを効率的に保存、検索、取得するツリー構(gòu)造です。
BSTの利點(diǎn)は動(dòng)的および検索効率（O（log n））であり、不利な點(diǎn)は、ツリーが不均衡で追加のメモリストレージポインターが必要な場(chǎng)合、検索効率がO（n）に低下することです。
ハッシュテーブル
ハッシュテーブルは辭書(shū)に似ており、キー価値のペアが含まれています。ハッシュ関數(shù)を使用してキーを配列インデックスにマッピングするため、O（1）の平均ルックアップ時(shí)間を達(dá)成します。
ハッシュ競(jìng)合（同じインデックスにマッピングされた複數(shù)のキー）は、リンクされたリストまたはその他のメソッドによって解決できます。ハッシュ関數(shù)の設(shè)計(jì)は、ハッシュテーブルのパフォーマンスにとって重要です。単純なハッシュ関數(shù)の例は次のとおりです。
<code class="c">#include <ctype.h> unsigned int hash(const char *word) { return toupper(word[0]) - 'A'; }</ctype.h></code>
この記事は、CS50x 2024ソースコードに基づいてコンパイルされています。
以上がCS- 5週目の詳細(xì)內(nèi)容です。詳細(xì)については、PHP 中國(guó)語(yǔ) Web サイトの他の関連記事を參照してください。
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