Data Structures – Cấu trúc dữ liệu (P1)

Cấu trúc dữ liệu là khối xây dựng cơ bản của lập trình máy tính. Chúng xác định cách tổ chức, lưu trữ và thao tác dữ liệu trong một chương trình. Hiểu cấu trúc dữ liệu là rất quan trọng để phát triển các thuật toán hiệu quả và hiệu quả. Trong hướng dẫn này, chúng ta sẽ khám phá các cấu trúc dữ liệu được sử dụng phổ biến nhất, như Arrays, Linked Lists, Stacks, Queues, Trees and Graphs, …

Cấu trúc dữ liệu là gì?

Cấu trúc dữ liệu là một cách tổ chức dữ liệu cụ thể trong máy tính để có thể sử dụng nó một cách hiệu quả. Ý tưởng là để giảm độ phức tạp về không gian và thời gian của các nhiệm vụ khác nhau.

Việc lựa chọn cấu trúc dữ liệu tốt giúp có thể thực hiện nhiều hoạt động quan trọng một cách hiệu quả. Cấu trúc dữ liệu hiệu quả cũng sử dụng không gian bộ nhớ tối thiểu và thời gian thực thi để xử lý cấu trúc. Cấu trúc dữ liệu không chỉ được sử dụng để tổ chức dữ liệu. Nó cũng được sử dụng để xử lý, truy xuất và lưu trữ dữ liệu. Có nhiều loại cấu trúc dữ liệu cơ bản và nâng cao khác nhau được sử dụng trong hầu hết mọi chương trình hoặc hệ thống phần mềm đã được phát triển. Vì vậy chúng ta phải có kiến thức tốt về cấu trúc dữ liệu.

Sự cần thiết của cấu trúc dữ liệu

Cấu trúc dữ liệu và tổng hợp thuật toán có liên quan với nhau. Việc trình bày dữ liệu phải dễ hiểu để nhà phát triển cũng như người dùng có thể triển khai hoạt động một cách hiệu quả.
Cấu trúc dữ liệu cung cấp một cách dễ dàng để tổ chức, truy xuất, quản lý và lưu trữ dữ liệu.

Phân loại cấu trúc dữ liệu

Cấu trúc dữ liệu tuyến tính:

Các phần tử được sắp xếp theo một chiều, còn được gọi là chiều tuyến tính.
Ví dụ: danh sách, ngăn xếp, hàng đợi, v.v.

Cấu trúc dữ liệu phi tuyến tính

Các phần tử được sắp xếp theo các chiều một-nhiều, nhiều-một và nhiều-nhiều.
Ví dụ: cây, đồ thị, bảng, v.v.

Các cấu trúc dữ liệu phổ biến nhất

1. Array

Mảng (Array) là tập hợp các mục dữ liệu được lưu trữ tại các vị trí bộ nhớ liền kề. Ý tưởng là lưu trữ nhiều mục cùng loại với nhau. Điều này giúp việc tính toán vị trí của từng phần tử trở nên dễ dàng hơn bằng cách chỉ cần thêm phần bù vào giá trị cơ sở, tức là vị trí bộ nhớ của phần tử đầu tiên của mảng (thường được biểu thị bằng tên của mảng).

2. Linked List

Giống như mảng, Danh sách liên kết là một cấu trúc dữ liệu tuyến tính. Không giống như mảng, các phần tử danh sách liên kết không được lưu trữ ở một vị trí liền kề; các phần tử được liên kết bằng con trỏ.