تعريف Data Structure and Algorithms

-

 Data Structuresهي طريقة برمجية لتخزين وتنظيم البيانات بحيث يمكن استخدام البيانات بكفاءة. وبالتالي تنفيذ إجراءات مختلفة على هذه البيانات. وتكون مفيدة بشكل أكبر عند زيادة تعقيد التطبيقات. اختيار طريقة جيده لعمل Data Structures امر مهم جدا حيث تتيح هذه الطريقة إمكانية إجراء مجموعة متنوعة من العمليات الهامة بفعالية. وتستخدم أيضًا الحد الأدنى من مساحة الذاكرة ووقت التنفيذ لمعالجة structure.

ما هي البيانات DATA:

البيانات عبارة عن مجموعة من الأرقام والرموز والحروف الهجائية المختلفة لتمثيل المعلومات.

اناع data structure:

• بنية البيانات الخطية Linear Data Structure
• بنية البيانات غير الخطية Non-Linear Data Structure.

ما هي Linear Data Structure

في هياكل البيانات الخطية، يتم ترتيب العناصر في تسلسل واحد تلو الآخر. نظرًا لأن العناصر مرتبة بترتيب معين، فهي سهلة التنفيذ.

ومع ذلك، عندما يزداد تعقيد البرنامج، قد لا تكون هياكل البيانات الخطية هي الخيار الأفضل بسبب التعقيدات التشغيلية.

من الأمثلة الشائعة لهذا النوع.

Array Data Structure 

في المصفوفة، يتم ترتيب العناصر الموجودة في الذاكرة في ذاكرة مستمرة. جميع عناصر المصفوفة من نفس النوع. ونوع العناصر التي يمكن تخزينها في شكل مصفوفات تحدده لغة البرمجة.

Stack Data Structure

في بنية بيانات المكدس Stack، يتم تخزين العناصر في مبدأ LIFO (Last In First Out). أي أن العنصر الأخير المخزن في المكدس Stack  ستتم إزالته أولاً.

Queue Data Structure

على عكس المكدس Stack، تعمل بنية بيانات قائمة الانتظار وفقًا لمبدأ FIFO(First In First Out) حيث ستتم إزالة العنصر الأول المخزن في قائمة الانتظار أولاً.

Linked List Data Structure

في هذا النوع ترتبط عناصر البيانات من خلال سلسلة من العقد nodes. وتحتوي كل عقدة node على عناصر البيانات وعنوان العقدة التالية.

ما هي Non-Linear Data Structure

على عكس هياكل البيانات الخطية، فإن العناصر الموجودة في هياكل البيانات غير الخطية ليست في أي تسلسل. بدلاً من ذلك، يتم ترتيبها بطريقة هرمية حيث سيتم توصيل عنصر واحد بعنصر واحد أو أكثر.

يتم تقسيم هياكل البيانات غير الخطية أيضًا إلى هياكل بيانات قائمة على الرسم البياني والشجرة tree

من الأمثلة الشائعة لهذا النوع.

Graph Data Structure

في هذا النوع تسمى كل عقدة node قمة الرأس(vertex) ويتم توصيل كل رأس (vertex) برؤوس أخرى من خلال الحواف.

Trees Data Structure

على غرار الرسم البياني، فإن الشجرة(tree) هي أيضًا مجموعة من الرؤوس(vertices) والحواف(edges). ومع ذلك، في بنية بيانات الشجرة، يمكن أن يكون هناك حافة edge واحدة فقط بين رأسين vertices.

الجدول التالي يوضح الفرق بين النوعين