21.Структура данных. Классификация структур данных.

Структура данных (англ.data structure) — программная единица, позволяющая хранить и обрабатывать множество однотипных и/или логически связанных данныхввычислительной технике. Для добавления, поиска, изменения и удаления данных структура данных предоставляет некоторый набор функций, составляющих её интерфейс.

Структуры данных формируются с помощью типов данных,ссылоки операций над ними в выбранномязыке программирования.

Некоторые структуры:

• Массив(функция с конечной областью определения) - простая совокупность элементов данных одного типа, средство оперирования группой данных одного типа. Отдельный элемент массива задается индексом. Массив может быть одномерным, двумерным и т.д. Разновидностями одномерных массивов переменной длины являются структуры типа кольцо, стек, очередь и двухсторонняя очередь.

• Запись(декартово произведение) - совокупность элементов данных разного типа. В простейшем случае запись содержит постоянное количество элементов, которые называют полями. Совокупность записей одинаковой структуры называется файлом. (Файлом называют также набор данных во внешней памяти, например, на магнитном диске). Для того, чтобы иметь возможность извлекать из файла отдельные записи, каждой записи присваивают уникальное имя или номер, которое служит ее идентификатором и располагается в отдельном поле. Этот идентификатор называют ключом.

Классификация структур данных м.б. выполнена  по различным признаками.

1) По сложности: простые и интегрированные. Простые (базовые, примитивные) структуры - это такие, которые не могут быть распределены на составные части.  Структурированные(интегрированные, композитные, сложные) - такие структуры данных, составными частями которых есть другие структуры данных - простые ли, в свою очередь, интегрированные. Интегрированные структуры данных конструируются программистом.

2). По способу представления: физическая и логическая. Физическая структура данных - это способ физического представления данных в памяти компьютера. Логическая или абстрактная структура - это рассмотрение структуры данных без учета его представления в машинной памяти.  В общем случае между логической и соответствующей ей физической структурами существует расхождения, степень которого зависит от самой структуры и особенностей той среды, в котором она должна быть отображенной. Вследствие этого расхождения существуют процедуры, которые осуществляют отображение логической структуры в физическую, и, наоборот, физической структуры в логическую.

3). По наличию связей между элементами данных: несвязные и связные. Несвязные структуры характеризуются отсутствием связей между элементами структуры. Связные структуры характеризуются наличием связи. Примерами несвязных структур есть векторы, массивы, строки, стеки, очереди; примеры связных структур - связные списки.

4).  По изменчивости: статические, полустатические, динамические. Изменчивость, то есть изменение числа элементов и (ли) связей между элементами структуры.  Статические - к этой группе относят массивы, множества, записи, таблицы.  Полустатические - это стеки, очереди, деки, дерева. Динамические - линейные и разветвленные связные списки, графы, дерева.

5). По характеру упорядоченности элементов в структуре: линейные инелинейные. Линейные структуры в зависимости от характера взаимного расположения элементов в памяти разделяют на структуры с последовательнымраспределением элементов в памяти  (векторы, строки, массивы, стеки, очереди) иструктуры с произвольным связным распределением элементов в памяти (односвязные и двусвязные линейные списки).  Нелинейные структуры - многосвязные списки, дерева, графы.

6). По виду памяти, используемой для сохранности данных: структуры данных для оперативной  и для внешней памяти. Структуры данных для оперативной памяти - это данные, размещенные в статической и динамической памяти компьютера. Все вышеприведенные структуры данных - это структуры для оперативной памяти.   Структуры данных для внешней памяти называют файловыми    структурами или файлами. Примерами файловых структур есть последовательные файлы, файлы, организованные разделами, В- деревья.