3 napredne strukture podataka koje bi svaki programer trebao znati

Otkrit ćete da je korištenje struktura podataka prilično uobičajena pojava kao programer, pa je poznavanje osnovnih struktura podataka poput binarnih stabala, stogova i redova od vitalnog značaja za vaš uspjeh.

Ali ako želite poboljšati svoje vještine i izdvojiti se iz gomile, htjet ćete se upoznati i s naprednim strukturama podataka.

Napredne strukture podataka bitna su komponenta znanosti o podacima i pomažu razjasniti neučinkovito upravljanje i osigurati pohranu za velike skupove podataka. Softverski inženjeri i znanstvenici podataka neprestano koriste napredne strukture podataka za dizajn algoritama i softvera.

Čitajte dalje dok raspravljamo o naprednim strukturama podataka o kojima bi svaki programer trebao znati.

1. Fibonaccijeva gomila

Ako ste već uložili neko vrijeme u učenje struktura podataka, morate biti upoznati s binarnim hrpama. Fibonaccijeve hrpe su prilično slične, a slijede min-gomila ili max-gomila Svojstva. Fibonaccijevu hrpu možete zamisliti kao zbirku stabala gdje je čvor minimalne ili maksimalne vrijednosti uvijek u korijenu.

Hrpa također ispunjava Fibonaccijevo svojstvo tako da je čvor n imat će barem F(n+2) čvorovi. Unutar Fibonaccijeve gomile, korijeni svakog čvora su međusobno povezani, obično kroz kružni dvostruko povezan popis. To omogućuje brisanje čvora i spajanje dvaju popisa za samo O(1) vremena.

Povezano: Vodič za početnike za razumijevanje redova i prioritetnih redova

Fibonaccijeve hrpe mnogo su fleksibilnije od binarnih i binomnih hrpa, što ih čini korisnim u širokom rasponu primjena. Obično se koriste kao prioritetni redovi u Dijkstrinom algoritmu kako bi se značajno poboljšalo vrijeme rada algoritma.

2. AVL stablo

AVL (Adelson-Velsky i Landis) stabla su samobalansirajuća binarna stabla pretraživanja. Standardna stabla binarnog pretraživanja mogu se iskriviti i imati vremensku složenost u najgorem slučaju od O(n), što ih čini neučinkovitima za primjene u stvarnom svijetu. Samobalansirajuća stabla automatski mijenjaju svoju strukturu kada se naruši svojstvo balansiranja.

U AVL stablu svaki čvor sadrži dodatni atribut koji sadrži njegov faktor uravnoteženja. Faktor ravnoteže je vrijednost dobivena oduzimanjem visine lijevog podstabla od desnog podstabla na tom čvoru. Svojstvo samobalansiranja AVL stabla zahtijeva da faktor ravnoteže uvijek bude -1, 0 ili 1.

Ako je svojstvo samoravnoteže (faktor ravnoteže) narušeno, AVL stablo rotira svoje čvorove kako bi sačuvalo faktor ravnoteže. AVL stablo koristi četiri glavne rotacije—desno rotiranje, rotiranje lijevo, rotiranje lijevo-desno i desno-lijevo rotiranje.

Svojstvo samobalansiranja AVL stabla poboljšava njegovu vremensku složenost u najgorem slučaju na samo O(logn), što je znatno učinkovitije u usporedbi s izvedbom binarnog stabla pretraživanja.

3. Crveno-crno drvo

Crveno-crno stablo je još jedno samobalansirajuće binarno stablo pretraživanja koje koristi dodatni bit kao svojstvo samoravnoteže. Bit se obično naziva crvenim ili crnim, pa otuda i naziv Crveno-crno stablo.

Svaki čvor u crveno-crnom je ili crven ili crn, ali korijenski čvor uvijek mora biti crn. Ne mogu biti dva susjedna crvena čvora, a svi čvorovi lista moraju biti crni. Ova pravila se koriste za očuvanje svojstva samoravnoteže stabla.

Povezano: Algoritmi koje bi svaki programer trebao znati

Za razliku od stabala binarnog pretraživanja, crveno-crna stabla imaju približno O(logn) učinkovitost, što ih čini daleko učinkovitijima. Međutim, AVL stabla su mnogo uravnoteženija zbog definitivnog svojstva samoravnoteže.

Poboljšajte svoje strukture podataka

Poznavanje naprednih struktura podataka može napraviti veliku razliku na razgovorima za posao i moglo bi biti čimbenik koji vas odvaja od konkurencije. Ostale napredne strukture podataka koje biste trebali razmotriti uključuju n-stabla, grafove i disjunktne skupove.

Identificiranje idealne strukture podataka za dati scenarij dio je onoga što dobrog programera čini izvrsnim.

6 struktura podataka koje bi svaki programer trebao znati

Strukture podataka osnovni su proizvod u softverskom inženjerstvu. Evo nekoliko važnih struktura podataka koje bi svaki programer trebao znati.

Pročitajte dalje

O autoru