logo

TechCodeview

Abstraktni podatkovni tipi

V tem članku bomo spoznali ADT, vendar preden razumemo, kaj je ADT, razmislimo o različnih vgrajenih vrstah podatkov, ki so nam na voljo. Tipi podatkov, kot so int, float, double, long itd., veljajo za vgrajene tipe podatkov in z njimi lahko izvajamo osnovne operacije, kot so seštevanje, odštevanje, deljenje, množenje itd. Zdaj lahko pride do situacije, ko potrebujemo operacije za naš uporabniško definiran podatkovni tip, ki ga je treba definirati. Te operacije lahko definiramo le, če in ko jih zahtevamo. Torej, da bi poenostavili proces reševanja problemov, lahko ustvarimo podatkovne strukture skupaj z njihovimi operacijami in takšne podatkovne strukture, ki niso vgrajene, so znane kot abstraktni podatkovni tip (ADT).

tipkopis zanke foreach

Povzetek Podatkovni tip (ADT) je tip (ali razred) za objekte, katerih vedenje je definirano z nizom vrednosti in nizom operacij. Definicija ADT omenja le, katere operacije je treba izvesti, ne pa tudi, kako bodo te operacije izvedene. Ne določa, kako bodo podatki organizirani v pomnilniku in kateri algoritmi bodo uporabljeni za izvajanje operacij. Imenuje se abstrakten, ker daje pogled, neodvisen od izvedbe.

Postopek zagotavljanja le bistvenega in skrivanja podrobnosti je znan kot abstrakcija.



Uporabnik Uporabnik mora torej le vedeti, kaj lahko podatkovni tip naredi, ne pa tudi, kako bo implementiran. Predstavljajte si ADT kot črno skrinjico, ki skriva notranjo strukturo in zasnovo podatkovnega tipa. Zdaj bomo namreč definirali tri ADT Seznam ADT, Čakalna vrsta ADT

1. Seznam ADT

prenesite videoposnetke youtube na vlc

Vies seznama

  • Podatki so na splošno shranjeni v zaporedju ključev na seznamu, ki ima strukturo glave, sestavljeno iz štetje , kazalci in naslov funkcije za primerjavo potrebno za primerjavo podatkov na seznamu.
  • Podatkovno vozlišče vsebuje kazalec na podatkovno strukturo in a samoreferenčni kazalec ki kaže na naslednje vozlišče na seznamu.
  • The Seznam funkcij ADT je podan spodaj:
  • get() – vrne element s seznama na poljubno dano mesto.
  • insert() – Vstavite element na kateri koli položaj seznama.
  • remove() – Odstrani prvo pojavitev katerega koli elementa s seznama, ki ni prazen.
  • removeAt() – Odstranite element na določeni lokaciji s seznama, ki ni prazen.
  • replace() – Zamenjajte element na katerem koli mestu z drugim elementom.
  • size() – vrne število elementov na seznamu.
  • isEmpty() – vrne true, če je seznam prazen, sicer vrne false.
  • isFull() – vrne true, če je seznam poln, sicer vrne false.

2. Zložite ADT

Pogled na sklad

np oblazinjenje
  • V implementaciji Stack ADT se namesto podatkov, ki so shranjeni v vsakem vozlišču, shrani kazalec na podatke.
  • Program dodeli pomnilnik za podatke in naslov se posreduje v sklad ADT.
  • Glavno vozlišče in podatkovna vozlišča so enkapsulirana v ADT. Klicajoča funkcija lahko vidi le kazalec na sklad.
  • Struktura glave sklada vsebuje tudi kazalec na vrh in štetje števila vnosov, ki so trenutno v skladu.
  • push() – Vstavite element na en konec sklada, imenovan vrh.
  • pop() – Odstrani in vrni element na vrhu sklada, če ni prazen.
  • peek() – vrne element na vrhu sklada, ne da bi ga odstranil, če sklad ni prazen.
  • size() – vrne število elementov v skladu.
  • isEmpty() – vrne true, če je sklad prazen, sicer vrne false.
  • isFull() – vrne true, če je sklad poln, sicer vrne false.

3. Čakalna vrsta ADT

Pogled na čakalno vrsto

  • Abstraktni podatkovni tip čakalne vrste (ADT) sledi osnovni zasnovi abstraktnega podatkovnega tipa sklada.
  • Vsako vozlišče vsebuje prazen kazalec na podatke in kazalec povezave na naslednji element v čakalni vrsti. Odgovornost programa je dodelitev pomnilnika za shranjevanje podatkov.
  • enqueue() – Vstavi element na konec čakalne vrste.
  • dequeue() – Odstrani in vrni prvi element čakalne vrste, če čakalna vrsta ni prazna.
  • peek() – vrne element čakalne vrste, ne da bi ga odstranil, če čakalna vrsta ni prazna.
  • size() – vrne število elementov v čakalni vrsti.
  • isEmpty() – vrne true, če je čakalna vrsta prazna, sicer vrne false.
  • isFull() – vrne true, če je čakalna vrsta polna, sicer vrne false.

Lastnosti ADT:

Abstraktni podatkovni tipi (ADT) so način enkapsulacije podatkov in operacij na teh podatkih v eno samo enoto. Nekatere ključne značilnosti ADT vključujejo:

  • Abstrakcija: Uporabniku ni treba poznati izvedbe podatkovne strukture, na voljo so le bistvene stvari.
  • Boljša konceptualizacija: ADT nam omogoča boljšo konceptualizacijo resničnega sveta.
  • Robusten: Program je robusten in ima sposobnost lovljenja napak.
  • Enkapsulacija : ADT-ji skrijejo notranje podrobnosti podatkov in uporabnikom zagotovijo javni vmesnik za interakcijo s podatki. To omogoča lažje vzdrževanje in spreminjanje podatkovne strukture.
  • Abstrakcija podatkov : ADT zagotavljajo raven abstrakcije od izvedbenih podrobnosti podatkov. Uporabniki morajo poznati samo operacije, ki jih je mogoče izvesti s podatki, ne pa tudi, kako se te operacije izvajajo.
  • Neodvisnost strukture podatkov : ADT je ​​mogoče implementirati z uporabo različnih podatkovnih struktur, kot so polja ali povezani seznami, ne da bi to vplivalo na funkcionalnost ADT.
  • Skrivanje informacij: ADT lahko zaščitijo celovitost podatkov tako, da dovolijo dostop samo pooblaščenim uporabnikom in operacijam. To pomaga preprečiti napake in zlorabo podatkov.
  • Modularnost : ADT-je je mogoče kombinirati z drugimi ADT-ji za oblikovanje večjih, bolj zapletenih podatkovnih struktur. To omogoča večjo fleksibilnost in modularnost pri programiranju.

Na splošno ADT-ji zagotavljajo zmogljivo orodje za organiziranje in upravljanje podatkov na strukturiran in učinkovit način.

Abstraktni podatkovni tipi (ADT) imajo številne prednosti in slabosti, ki jih je treba upoštevati, ko se odločamo za njihovo uporabo pri razvoju programske opreme. Tukaj je nekaj glavnih prednosti in slabosti uporabe ADT:

Prednosti:

  • Enkapsulacija : ADT-ji omogočajo enkapsulacijo podatkov in operacij v eno enoto, kar olajša upravljanje in spreminjanje strukture podatkov.
  • Abstrakcija : ADT uporabnikom omogočajo delo s podatkovnimi strukturami, ne da bi morali poznati podrobnosti izvedbe, kar lahko poenostavi programiranje in zmanjša napake.
  • Neodvisnost strukture podatkov : ADT je ​​mogoče implementirati z uporabo različnih podatkovnih struktur, kar lahko olajša prilagajanje spreminjajočim se potrebam in zahtevam.
  • Skrivanje informacij : ADT lahko zaščitijo celovitost podatkov z nadzorom dostopa in preprečevanjem nepooblaščenih sprememb.
  • Modularnost : ADT-je je mogoče kombinirati z drugimi ADT-ji za oblikovanje bolj zapletenih podatkovnih struktur, kar lahko poveča prilagodljivost in modularnost pri programiranju.

Slabosti:

  • Nad glavo : Izvajanje ADT-jev lahko poveča stroške v smislu pomnilnika in obdelave, kar lahko vpliva na zmogljivost.
  • Kompleksnost : ADT-ji so lahko zapleteni za implementacijo, zlasti za velike in kompleksne podatkovne strukture.
  • Učenje Krivulja: uporaba ADT-jev zahteva znanje o njihovi implementaciji in uporabi, kar lahko zahteva čas in trud za učenje.
  • Omejena prilagodljivost: Nekateri ADT-ji so lahko omejeni v svoji funkcionalnosti ali morda niso primerni za vse vrste podatkovnih struktur.
  • Stroški : Izvajanje ADT-jev lahko zahteva dodatne vire in naložbe, kar lahko poveča stroške razvoja.

Na splošno prednosti ADT-jev pogosto odtehtajo slabosti in se pogosto uporabljajo pri razvoju programske opreme za upravljanje in manipulacijo podatkov na strukturiran in učinkovit način. Vendar pa je pri odločanju o uporabi ADT pomembno upoštevati posebne potrebe in zahteve projekta.

kako pretvoriti niz v celo število v Javi

Iz teh definicij lahko jasno vidimo, da definicije ne določajo, kako bodo ti ADT predstavljeni in kako se bodo operacije izvajale. Obstajajo lahko različni načini za implementacijo ADT, na primer seznam ADT je ​​mogoče implementirati z uporabo nizov ali enojno ali dvojno povezanih seznamov. Podobno je mogoče stack ADT in Queue ADT implementirati z uporabo nizov ali povezanih seznamov.