Data Structure

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Une data structure est un format spécialisé pour organiser, traiter, récupérer et stocker des données. Bien qu’il existe plusieurs types de structures de base de donnée, toute structure de données est conçue pour organiser les données en fonction d’un objectif spécifique afin qu’elles puissent être accessibles et utilisées de manière appropriée.

En programmation, une structure de données peut être sélectionnée ou conçue pour stocker des données dans le but de les travailler avec divers algorithmes. Chaque structure de données contient des informations sur des valeurs, des données, des relations entre les données et les fonctions qui peuvent être appliquées aux données.

Caractéristiques des structures de données

Les Data Structure sont souvent classées en fonction de leurs caractéristiques. Les caractéristiques possibles sont les suivantes :

• Linéaire ou non linéaire : Cette caractéristique décrit si les éléments de données sont disposés dans un ordre chronologique, par exemple avec un tableau, ou dans un ordre non ordonné, par exemple avec un graphique (Voir Graph Database).
• Homogène ou non-homogène : Cette caractéristique indique si tous les éléments de données d’un référentiel sont du même type ou de types différents (Textes, images, vidéos…).
• Statique ou dynamique : Cette caractéristique décrit la manière dont les structures de données sont compilées. Les structures de données statiques ont des tailles, des structures et des emplacements de mémoire fixes au moment de la compilation. Les structures de données dynamiques ont des tailles, des structures et des emplacements de mémoire qui peuvent diminuer ou augmenter selon l’utilisation.

Types de Data Structure

Les types de Data Strcture sont déterminés par les types d’opérations nécessaires ou les types d’algorithmes qui seront appliqués. Ces types comprennent :

• Tableaux – Un tableau stocke une collection d’éléments dans des emplacements mémoire adjacents. Les éléments qui sont du même type sont stockés ensemble afin que la position de chaque élément puisse être calculée ou récupérée facilement. Les tableaux peuvent être de longueur fixe ou indefinie.
• Piles (Stack) – Une pile stocke une collection d’éléments dans l’ordre linéaire dans lequel les opérations sont appliquées. Cet ordre peut être le dernier entré, premier sorti (LIFO) ou le premier entré (first in), premier sorti (First Out-FIFO).
• Files d’attente – Une file d’attente stocke une collection d’articles similaire à une pile ; cependant, l’ordre des opérations ne peut être que premier entré, premier sorti.
• Listes liées – Une liste liée stocke une collection d’articles dans un ordre linéaire. Chaque élément, ou nœud, d’une liste liée contient un élément de données ainsi qu’une référence, ou un lien, vers l’élément suivant de la liste.
• Arbres – Un arbre stocke une collection d’éléments de manière abstraite et hiérarchique. Chaque nœud est lié à d’autres nœuds et peut avoir plusieurs sous-valeurs, également appelées enfants.
• Graphiques- Un graphique stocke une collection d’éléments de manière non linéaire. Les graphes sont constitués d’un ensemble fini de nœuds, également appelés sommets, et de lignes qui les relient, également appelées arêtes. Ils sont utiles pour représenter des systèmes de la vie réelle tels que les réseaux informatiques.
• Tries – Un trie, ou arbre de mots-clés, est une structure de données qui stocke des chaînes de caractères sous forme d’éléments de données pouvant être organisés dans un graphique visuel.
• Tables de hachage – Une table de hachage, ou une carte de hachage, stocke une collection d’éléments dans un tableau associatif qui trace les clés des valeurs. Une table de hachage utilise une fonction de hachage pour convertir un index en un tableau de cases qui contient l’élément de données désiré.

Ces derniers sont considérés comme des structures de données complexes car ils peuvent stocker de grandes quantités de données interconnectées. Les exemples de structures de données primitives, ou de base, sont les entiers, les flotteurs, les booléens et les caractères.

• Hiérarchie des structures de données
• Utilisations des structures de données

En général, les structures de données sont utilisées pour mettre en œuvre les formes physiques des types de données abstraites. Cela peut se traduire par diverses applications, comme l’affichage d’une base de données relationnelle sous la forme d’un arbre binaire.

Dans les langages de programmation, les structures de données sont utilisées pour organiser le code et les informations dans un espace numérique. Par exemple, les listes et dictionnaires Python ou les tableaux et objets JavaScript sont des structures de codage courantes utilisées pour stocker et récupérer des informations. Les structures de données sont également un élément essentiel de la conception de logiciels efficaces.

Importance des structures de données

Les structures de données sont essentielles pour gérer efficacement de grandes quantités de données, telles que les informations conservées dans des bases de données ou des services d’indexation. La maintenance correcte des systèmes de données nécessite l’identification de l’allocation de la mémoire, des interrelations entre les données et des processus de données, autant d’éléments auxquels les structures de données contribuent.

En outre, il est non seulement important d’utiliser des structures de données, mais aussi de choisir la structure de données appropriée pour chaque tâche. Le choix d’une structure de données inadaptée pourrait entraîner des temps d’exécution lents ou un code non réactif. Quelques facteurs à prendre en compte lors du choix d’une structure de données incluent le type d’informations qui seront stockées, l’emplacement des données existantes, la manière dont les données doivent être triées et la quantité de mémoire à réserver pour les données.