Trong bài viết này, chúng ta sẽ khám phá tầm quan trọng của cấu trúc dữ liệu , các loại khác nhau của cấu trúc dữ liệu có sẵn trong C++, và cách sử dụng chúng một cách hiệu quả trong các chương trình của bạn.
Cấu trúc dữ liệu trong C++ là gì
Các cấu trúc dữ liệu là một khái niệm thiết yếu trong lập trình và đóng một vai trò quan trọng trong việc lưu trữ và sắp xếp dữ liệu. Trong C++, cấu trúc dữ liệu có thể được định nghĩa là cách lưu trữ dữ liệu và quản lý dữ liệu theo một định dạng cụ thể. Điều này cho phép truy cập và thao tác dữ liệu hiệu quả, giúp lập trình viên viết và bảo trì mã dễ dàng hơn.
Trong C++, các cấu trúc dữ liệu có cú pháp sau:
cấu trúc tên_cấu trúc {
kiểu dữ liệu1 tên1 ;
kiểu dữ liệu2 tên2 ;
kiểu dữ liệu3 tên3 ;
kiểu dữ liệu4 tên4 ;
..
..
..
} obj_name ;
Trong cú pháp trên, các từ khóa cấu trúc được sử dụng để xác định cấu trúc và tên_cấu trúc là tên do người dùng định nghĩa của cấu trúc và nó có thể thay đổi. Các kiểu dữ liệu1 là kiểu dữ liệu của thành viên của cấu trúc và tên1 là tên của thành viên của cấu trúc và obj_name là tên của đối tượng mà cấu trúc được xác định.
Ví dụ
Trong ví dụ dưới đây, các cấu trúc thông tin gồm ba thành viên: tên tuổi, Và quyền công dân.
cấu trúc Thông tin
{
than tên [ năm mươi ] ;
int quyền công dân ;
int tuổi ;
}
Hãy chạy mã này trong C ++, chúng tôi đã xác định tất cả các thành viên này trong cấu trúc người và không phân bổ bất kỳ khoảng trống nào. Trong chức năng chính, chúng tôi đã khởi tạo các thành viên này với các giá trị cụ thể và in chúng:
#includesử dụng không gian tên std ;
cấu trúc Thông tin
{
tên chuỗi ;
int tuổi ;
} ;
int chủ yếu ( khoảng trống ) {
cấu trúc Thông tin p ;
P. tên = 'Zinab' ;
P. tuổi = 23 ;
cout << 'Tên người:' << P. tên << kết thúc ;
cout << 'Tuổi người:' << P. tuổi << kết thúc ;
trở lại 0 ;
}
Mã định nghĩa một cấu trúc có tên Thông tin với hai thuộc tính: tên và tuổi. Trong chức năng chính, một cái mới Thông tin đối tượng được tạo và tên và tuổi của nó được chỉ định. Cuối cùng, giá trị của các trường này được in ra bàn điều khiển bằng cout.
Phân loại cấu trúc dữ liệu trong C++
Trong C++ các cấu trúc dữ liệu được chia thành hai loại lớn: Cấu trúc dữ liệu tuyến tính và phi tuyến tính . Các cấu trúc dữ liệu được phân chia dựa trên các đặc điểm sau:
| đặc trưng | Giải trình | Ví dụ |
| tuyến tính | Dữ liệu được sắp xếp theo trình tự tuyến tính | Mảng |
| phi tuyến tính | Các mục của dữ liệu không theo trình tự tuyến tính | đồ thị, cây |
| tĩnh | Vị trí, kích thước và bộ nhớ được cố định | Mảng |
| Năng động | Kích thước thay đổi tùy thuộc vào việc thực hiện chương trình | Danh sách liên kết |
| đồng nhất | Các mặt hàng cùng loại | Mảng |
| không đồng nhất | Các mặt hàng có thể cùng loại hoặc không | cấu trúc |
Các loại cấu trúc dữ liệu trong C++ là:
1: Mảng
Mảng là cấu trúc dữ liệu cơ bản nhất của C++. Mảng là tập hợp các phần tử có cùng kiểu dữ liệu. Mảng giúp thực hiện các thao tác trên toàn bộ tập dữ liệu dễ dàng hơn. Các giá trị được lưu trữ trong các mảng được gọi là các phần tử.
2: Danh sách liên kết
Các phần tử của dữ liệu trong danh sách Liên kết được kết nối thông qua các nút. Mỗi nút có địa chỉ và dữ liệu của nút sau nó. Chúng là tốt nhất để thêm và xóa các nút. Danh sách liên kết có hai loại một là danh sách liên kết đơn và loại còn lại là danh sách liên kết kép. Trong danh sách liên kết đơn, nút trước có dữ liệu của nút sau nhưng nút tiếp theo không biết về nút trước đó. Trong danh sách liên kết đôi, hướng tiến cũng như lùi.
3: Ngăn xếp
Ngăn xếp là kiểu dữ liệu trừu tượng tuân theo nguyên tắc LIFO (Last in First Out). Quy tắc này có nghĩa là phần tử được chèn cuối cùng sẽ bị xóa trước. Chúng được sử dụng với các thuật toán quay lui đệ quy.
4: Đuôi
Hàng đợi cũng là kiểu dữ liệu trừu tượng và tuân theo quy tắc FIFO (Nhập trước xuất trước). Quy tắc này có nghĩa là phần tử được chèn trước sẽ bị xóa trước. Chúng hữu ích trong khi xử lý các diễn giải hệ thống thời gian thực.
5: Cây cối
Cây là một tập hợp các cấu trúc dữ liệu phi tuyến tính với nhiều nút. Nó chỉ cho phép một cạnh với hai đỉnh.
6: Đồ thị
Trong một đồ thị, mỗi nút là một đỉnh và mỗi đỉnh được liên kết với một đỉnh khác thông qua một cạnh. Các hình cầu là đỉnh và mũi tên là các cạnh, chúng được sử dụng để triển khai các tình huống thực tế hoặc mạng lưới thần kinh. Các đồ thị có ba loại khác nhau: đồ thị vô hướng, đồ thị hai hướng và đồ thị có trọng số.
Hoạt động thực hiện trên cấu trúc dữ liệu
Chúng ta có thể thực hiện các chức năng sau trên cấu trúc dữ liệu trong C++:
- Chèn các phần tử dữ liệu mới trong cấu trúc dữ liệu.
- Loại bỏ các phần tử dữ liệu hiện có khỏi cấu trúc dữ liệu.
- Hiển thị tất cả các thành phần dữ liệu trong cấu trúc dữ liệu.
- Tìm kiếm phần tử cụ thể trong cấu trúc dữ liệu.
- Sắp xếp tất cả các phần tử theo thứ tự tăng dần hoặc giảm dần.
- Kết hợp các phần tử từ hai cấu trúc dữ liệu và tạo cấu trúc mới.
dòng dưới cùng
Cấu trúc dữ liệu trong C++ là cách xử lý dữ liệu hiệu quả để có thể truy cập dữ liệu. Điều quan trọng là chọn cấu trúc dữ liệu phù hợp cho dự án của bạn, nếu bạn muốn thêm dữ liệu theo trình tự thì hãy chọn mảng. Hiểu khái niệm cấu trúc dữ liệu sẽ giúp bạn nắm vững nghệ thuật lập trình và thiết kế thuật toán.