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Types de structures de données, classifications et applications

Qu'est-ce que la structure des données :

Une structure de données est un stockage utilisé pour stocker et organiser des données. Il s'agit d'une façon d'organiser les données sur un ordinateur afin qu'elles puissent être consultées et mises à jour efficacement.

Une structure de données n'est pas seulement utilisée pour organiser les données. Il est également utilisé pour traiter, récupérer et stocker des données. Différents types de structures de données de base et avancés sont utilisés dans presque tous les programmes ou systèmes logiciels développés. Il faut donc avoir une bonne connaissance des structures de données.



Structures de données font partie intégrante des ordinateurs utilisés pour l’organisation des données en mémoire. Ils sont essentiels et responsables de l’organisation, du traitement, de l’accès et du stockage efficaces des données. Mais ce n'est pas tout. Différents types de structures de données ont leurs caractéristiques, fonctionnalités, applications, avantages et inconvénients. Alors, comment identifier une structure de données adaptée à une tâche particulière ? Qu’entend-on par le terme « structure de données » ? Combien de types de structures de données existe-t-il et à quoi servent-elles ?

Qu'est-ce que la structure des données : types, classifications et applications

Qu'est-ce que la structure des données : types, classifications et applications

Nous avons ce qu'il vous faut. Nous avons dressé une liste complète de tout ce qu'est la structure de données, quels sont les types de structures de données, la classification des structures de données, les applications de chaque structure de données, etc. Dans cet article, nous aborderons tous les aspects de chaque structure de données pour vous aider à choisir la meilleure en quelques minutes seulement.



Table des matières

Comment la structure des données varie selon le type de données :

Nous avons déjà appris la structure des données. Il arrive souvent que les gens confondent le type de données et la structure des données. Voyons donc quelques différences entre le type de données et la structure des données pour que ce soit clair.

Type de données



Structure de données

Le type de données est la forme d'une variable à laquelle une valeur peut être affectée. Il définit que la variable particulière attribuera uniquement les valeurs du type de données donné.

La structure des données est une collection de différents types de données. Ces données entières peuvent être représentées à l’aide d’un objet et peuvent être utilisées tout au long du programme.

Il peut contenir de la valeur mais pas des données. Il est donc sans données.

Il peut contenir plusieurs types de données dans un seul objet.

L’implémentation d’un type de données est appelée implémentation abstraite.

biais et variance

La mise en œuvre de la structure de données est connue sous le nom de mise en œuvre concrète.

Il n'y a pas de complexité temporelle dans le cas des types de données.

Dans les objets de structure de données, la complexité temporelle joue un rôle important.

Dans le cas des types de données, la valeur des données n'est pas stockée car elle représente uniquement le type de données pouvant être stocké.

Alors que dans le cas des structures de données, les données et leur valeur acquièrent de l’espace dans la mémoire principale de l’ordinateur. En outre, une structure de données peut contenir différents types et types de données au sein d’un seul objet.

Les exemples de types de données sont int, float, double, etc.

Des exemples de structure de données sont la pile, la file d'attente, l'arborescence, etc.

Classification de la structure des données :

La structure des données a de nombreuses utilisations différentes dans notre vie quotidienne. Il existe de nombreuses structures de données différentes utilisées pour résoudre différents problèmes mathématiques et logiques. En utilisant la structure des données, on peut organiser et traiter une très grande quantité de données sur une période relativement courte. Examinons différentes structures de données utilisées dans différentes situations.

Classification de la structure des données

Classification de la structure des données

  • Structure de données linéaire : La structure de données dans laquelle les éléments de données sont disposés séquentiellement ou linéairement, où chaque élément est attaché à ses éléments adjacents précédent et suivant, est appelée structure de données linéaire.
    Des exemples de structures de données linéaires sont un tableau, une pile, une file d'attente, une liste chaînée, etc.
    • Structure de données statique : La structure de données statique a une taille de mémoire fixe. Il est plus facile d'accéder aux éléments d'une structure de données statique.
      Un exemple de cette structure de données est un tableau.
    • Structure de données dynamique : Dans la structure de données dynamique, la taille n'est pas fixe. Il peut être mis à jour de manière aléatoire pendant l'exécution, ce qui peut être considéré comme efficace en ce qui concerne la complexité mémoire (espace) du code.
      Des exemples de cette structure de données sont la file d'attente, la pile, etc.
  • Structure de données non linéaire : Les structures de données dans lesquelles les éléments de données ne sont pas placés de manière séquentielle ou linéaire sont appelées structures de données non linéaires. Dans une structure de données non linéaire, nous ne pouvons pas parcourir tous les éléments en une seule fois.
    Des exemples de structures de données non linéaires sont les arbres et les graphiques.

Besoin de structure de données :

La structure des données et la synthèse de l'algorithme sont relatives l'une à l'autre. La présentation des données doit être facile à comprendre afin que le développeur, ainsi que l'utilisateur, puissent mettre en œuvre efficacement l'opération.
Les structures de données offrent un moyen simple d'organiser, de récupérer, de gérer et de stocker des données.
Voici une liste des besoins en données.

  1. La modification de la structure des données est facile.
  2. Cela demande moins de temps.
  3. Économisez de l'espace mémoire de stockage.
  4. La représentation des données est simple.
  5. Accès facile à la grande base de données.

Tableaux :

Un tableau est une structure de données linéaire et c'est une collection d'éléments stockés dans des emplacements de mémoire contigus. L’idée est de stocker plusieurs éléments du même type ensemble au même endroit. Il permet de traiter une grande quantité de données dans un délai relativement court. Le premier élément du tableau est indexé par un indice de 0. Différentes opérations sont possibles dans un tableau, comme la recherche, le tri, l'insertion, le parcours, l'inversion et la suppression.

Tableau

Tableau

Caractéristiques d'un tableau :

Un tableau possède différentes caractéristiques qui sont les suivantes :

  • Les tableaux utilisent une structure de données basée sur un index qui permet d'identifier facilement chacun des éléments d'un tableau à l'aide de l'index.
  • Si un utilisateur souhaite stocker plusieurs valeurs du même type de données, le tableau peut être utilisé efficacement.
  • Un tableau peut également gérer des structures de données complexes en stockant les données dans un tableau bidimensionnel.
  • Un tableau est également utilisé pour implémenter d'autres structures de données telles que des piles, des files d'attente, des tas, des tables de hachage, etc.
  • Le processus de recherche dans un tableau peut être effectué très facilement.

Opérations effectuées sur le tableau :

  • Initialisation : Un tableau peut être initialisé avec des valeurs au moment de la déclaration ou ultérieurement à l'aide d'une instruction d'affectation.
  • Accéder aux éléments : les éléments d'un tableau sont accessibles par leur index, qui commence à partir de 0 et va jusqu'à la taille du tableau moins un.
  • Recherche d'éléments : Les tableaux peuvent être recherchés pour un élément spécifique à l'aide d'algorithmes de recherche linéaire ou de recherche binaire.
  • Trier les éléments : Les éléments d'un tableau peuvent être triés par ordre croissant ou décroissant à l'aide d'algorithmes tels que le tri à bulles, le tri par insertion ou le tri rapide.
  • Insertion d'éléments : Des éléments peuvent être insérés dans un tableau à un emplacement spécifique, mais cette opération peut prendre du temps car elle nécessite de déplacer les éléments existants dans le tableau.
  • Suppression d'éléments : Les éléments peuvent être supprimés d'un tableau en décalant les éléments qui le suivent pour combler le vide.
  • Éléments de mise à jour : Les éléments d'un tableau peuvent être mis à jour ou modifiés en attribuant une nouvelle valeur à un index spécifique.
  • Éléments traversants : Les éléments d'un tableau peuvent être parcourus dans l'ordre, en visitant chaque élément une fois.

Voici quelques-unes des opérations les plus courantes effectuées sur les tableaux. Les opérations et algorithmes spécifiques utilisés peuvent varier en fonction des exigences du problème et du langage de programmation utilisé.

Applications du tableau :

Les différentes applications d'un tableau sont les suivantes :

  • Un tableau est utilisé pour résoudre des problèmes matriciels.
  • Les enregistrements de base de données sont également implémentés par un tableau.
  • Cela aide à implémenter un algorithme de tri.
  • Il est également utilisé pour implémenter d'autres structures de données telles que des piles, des files d'attente, des tas, des tables de hachage, etc.
  • Un tableau peut être utilisé pour la planification du processeur.
  • Peut être appliqué comme table de recherche dans les ordinateurs.
  • Les tableaux peuvent être utilisés dans le traitement de la parole où chaque signal vocal est un tableau.
  • L'écran de l'ordinateur est également affiché par un tableau. Ici, nous utilisons un tableau multidimensionnel.
  • Le tableau est utilisé dans de nombreux systèmes de gestion comme une bibliothèque, des étudiants, un parlement, etc.
  • Le tableau est utilisé dans le système de réservation de billets en ligne. Les contacts sur un téléphone portable sont affichés par ce tableau.
  • Dans des jeux comme les échecs en ligne, où le joueur peut stocker ses coups passés ainsi que ses coups en cours. Cela indique un indice de position.
  • Pour enregistrer des images dans une dimension spécifique dans Android, comme 360*1200

Applications réelles du tableau :

  • Un tableau est fréquemment utilisé pour stocker des données pour des calculs mathématiques.
  • Il est utilisé dans le traitement d’images.
  • Il est également utilisé dans la gestion des dossiers.
  • Les pages de livres sont également des exemples réels de tableau.
  • Il est également utilisé pour commander des boîtes.

Vous voulez vous lancer dans les tableaux ? Vous pouvez essayer nos articles et listes sélectionnés pour connaître les meilleures pratiques :

  • Introduction à la structure des données des tableaux
  • Top 50 des problèmes de codage de tableau pour les entretiens
  • Pratiquez le problème du tableau sur techcodeview.com

Liste chaînée :

Une liste chaînée est une structure de données linéaire dans laquelle les éléments ne sont pas stockés à des emplacements mémoire contigus. Les éléments d'une liste chaînée sont liés à l'aide de pointeurs, comme indiqué dans l'image ci-dessous :

Types de listes chaînées :

  • Liste à lien unique
  • Liste doublement chaînée
  • Liste chaînée circulaire
  • Liste chaînée doublement circulaire
Liste liée

Liste liée

recherche binaire python

Caractéristiques d'une liste chaînée :

Une liste chaînée présente diverses caractéristiques qui sont les suivantes :

  • Une liste chaînée utilise de la mémoire supplémentaire pour stocker les liens.
  • Lors de l’initialisation de la liste chaînée, il n’est pas nécessaire de connaître la taille des éléments.
  • Les listes chaînées sont utilisées pour implémenter des piles, des files d'attente, des graphiques, etc.
  • Le premier nœud de la liste chaînée est appelé le Head.
  • Le pointeur suivant du dernier nœud pointe toujours vers NULL.
  • Dans une liste chaînée, l'insertion et la suppression sont possibles facilement.
  • Chaque nœud de la liste chaînée se compose d'un pointeur/lien qui est l'adresse du nœud suivant.
  • Les listes chaînées peuvent facilement diminuer ou croître à tout moment.

Opérations effectuées sur la liste chaînée :

Une liste chaînée est une structure de données linéaire dans laquelle chaque nœud contient une valeur et une référence au nœud suivant. Voici quelques opérations courantes effectuées sur les listes chaînées :

  • Initialisation : Une liste chaînée peut être initialisée en créant un nœud principal avec une référence au premier nœud. Chaque nœud suivant contient une valeur et une référence au nœud suivant.
  • Insertion d'éléments : Les éléments peuvent être insérés en tête, en queue ou à une position spécifique dans la liste chaînée.
  • Suppression d'éléments : Les éléments peuvent être supprimés de la liste chaînée en mettant à jour la référence du nœud précédent pour pointer vers le nœud suivant, supprimant ainsi le nœud actuel de la liste.
  • Recherche d'éléments : Les listes chaînées peuvent être recherchées pour un élément spécifique en commençant par le nœud principal et en suivant les références aux nœuds suivants jusqu'à ce que l'élément souhaité soit trouvé.
  • Mise à jour des éléments : Les éléments d'une liste chaînée peuvent être mis à jour en modifiant la valeur d'un nœud spécifique.
  • Éléments traversants : Les éléments d'une liste chaînée peuvent être parcourus en commençant par le nœud principal et en suivant les références aux nœuds suivants jusqu'à ce que la fin de la liste soit atteinte.
  • Inverser une liste chaînée : La liste chaînée peut être inversée en mettant à jour les références de chaque nœud afin qu'elles pointent vers le nœud précédent au lieu du nœud suivant.

Voici quelques-unes des opérations les plus courantes effectuées sur les listes chaînées. Les opérations et algorithmes spécifiques utilisés peuvent varier en fonction des exigences du problème et du langage de programmation utilisé.

Applications de la liste chaînée :

Les différentes applications des listes chaînées sont les suivantes :

  • Les listes chaînées sont utilisées pour implémenter des piles, des files d'attente, des graphiques, etc.
  • Les listes chaînées sont utilisées pour effectuer des opérations arithmétiques sur des entiers longs.
  • Il est utilisé pour la représentation de matrices clairsemées.
  • Il est utilisé dans l'allocation liée des fichiers.
  • Cela aide à la gestion de la mémoire.
  • Il est utilisé dans la représentation de la manipulation polynomiale où chaque terme polynomial représente un nœud dans la liste chaînée.
  • Les listes chaînées sont utilisées pour afficher des conteneurs d'images. Les utilisateurs peuvent visiter les images passées, actuelles et suivantes.
  • Ils sont utilisés pour stocker l’historique de la page visitée.
  • Ils sont utilisés pour effectuer des opérations d'annulation.
  • Les liens sont utilisés dans le développement de logiciels où ils indiquent la syntaxe correcte d'une balise.
  • Les listes chaînées sont utilisées pour afficher les flux de médias sociaux.

Applications réelles d'une liste chaînée :

  • Une liste chaînée est utilisée dans la planification Round-Robin pour suivre le tour dans les jeux multijoueurs.
  • Il est utilisé dans la visionneuse d’images. Les images précédentes et suivantes sont liées et sont donc accessibles via les boutons précédent et suivant.
  • Dans une liste de lecture musicale, les chansons sont liées aux chansons précédentes et suivantes.

Vous voulez démarrer avec une liste chaînée ? Vous pouvez essayer nos articles et listes sélectionnés pour connaître les meilleures pratiques :

  • Introduction à la structure des données des listes chaînées
  • Top 20 des questions d'entretien de liste chaînée
  • Pratiquez le problème de liste chaînée sur techcodeview.com

Empiler:

La pile est une structure de données linéaire qui suit un ordre particulier dans lequel les opérations sont effectuées. La commande est LIFO (Dernier entré, premier sorti) . La saisie et la récupération de données ne sont possibles que d'un seul côté. La saisie et la récupération de données sont également appelées opérations push et pop dans une pile. Il existe différentes opérations possibles dans une pile comme inverser une pile par récursion, trier, supprimer l'élément central d'une pile, etc.

Empiler

Caractéristiques d'une pile :

Stack a différentes caractéristiques qui sont les suivantes :

  • Stack est utilisé dans de nombreux algorithmes différents comme la Tour de Hanoï, la traversée d'arbres, la récursivité, etc.
  • La pile est implémentée via un tableau ou une liste chaînée.
  • Il suit l'opération Last In First Out, c'est-à-dire qu'un élément inséré en premier apparaîtra en dernier et vice versa.
  • L'insertion et la suppression sont effectuées à une extrémité, c'est-à-dire depuis le haut de la pile.
  • Dans la pile, si l'espace alloué à la pile est plein et que quelqu'un tente toujours d'ajouter plus d'éléments, cela entraînera un débordement de pile.

Applications de la pile :

Les différentes applications de Stack sont les suivantes :

  • La structure de données de pile est utilisée dans l'évaluation et la conversion d'expressions arithmétiques.
  • Il est utilisé pour vérifier les parenthèses.
  • Lors de l'inversion d'une chaîne, la pile est également utilisée.
  • Stack est utilisé dans la gestion de la mémoire.
  • Il est également utilisé pour traiter les appels de fonctions.
  • La pile est utilisée pour convertir les expressions d'infix en suffixe.
  • La pile est utilisée pour effectuer des opérations d'annulation et de rétablissement dans les traitements de texte.
  • La pile est utilisée dans les machines virtuelles comme JVM.
  • La pile est utilisée dans les lecteurs multimédias. Utile pour jouer la chanson suivante et précédente.
  • La pile est utilisée dans les opérations récursives.

Opération effectuée sur pile ;

Une pile est une structure de données linéaire qui implémente le principe Last-In-First-Out (LIFO). Voici quelques opérations courantes effectuées sur les piles :

  • Pousser : Les éléments peuvent être poussés en haut de la pile, ajoutant ainsi un nouvel élément au sommet de la pile.
  • Populaire : L'élément supérieur peut être supprimé de la pile en effectuant une opération pop, supprimant ainsi le dernier élément qui a été poussé sur la pile.
  • Coup d'oeil : L'élément supérieur peut être inspecté sans le retirer de la pile à l'aide d'une opération de coup d'œil.
  • Est vide : Une vérification peut être effectuée pour déterminer si la pile est vide.
  • Taille : Le nombre d'éléments dans la pile peut être déterminé à l'aide d'une opération de taille.

Ce sont quelques-unes des opérations les plus courantes effectuées sur les piles. Les opérations et algorithmes spécifiques utilisés peuvent varier en fonction des exigences du problème et du langage de programmation utilisé. Les piles sont couramment utilisées dans des applications telles que l'évaluation d'expressions, l'implémentation de piles d'appels de fonctions dans des programmes informatiques et bien d'autres.

Applications réelles de Stack :

  • Un exemple concret d’une pile est la couche d’assiettes disposées les unes au-dessus des autres. Lorsque vous retirez une assiette de la pile, vous pouvez la placer en haut de la pile. Mais c’est exactement la plaque qui a été ajoutée le plus récemment à la pile. Si vous voulez la plaque en bas de la pile, vous devez retirer toutes les plaques du dessus pour l'atteindre.
  • Les navigateurs utilisent des structures de données de pile pour suivre les sites précédemment visités.
  • Le journal des appels sur mobile utilise également la structure de données de pile.

Vous voulez démarrer avec Stack ? Vous pouvez essayer nos articles et listes sélectionnés pour connaître les meilleures pratiques :

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  • Problème de pile de pratique sur techcodeview.com

File d'attente:

La file d'attente est une structure de données linéaire qui suit un ordre particulier dans lequel les opérations sont effectuées. La commande est Premier entré, premier sorti (FIFO) c'est-à-dire que l'élément de données stocké en premier sera accessible en premier. En cela, la saisie et la récupération des données ne se font pas d’un seul côté. Un exemple de file d'attente est n'importe quelle file d'attente de consommateurs pour une ressource dans laquelle le consommateur arrivé en premier est servi en premier. Différentes opérations sont effectuées sur une file d'attente comme l'inversion d'une file d'attente (avec ou sans récursivité), l'inversion des K premiers éléments d'une file d'attente, etc. Quelques opérations de base effectuées dans la file d'attente sont la mise en file d'attente, la sortie de la file d'attente, l'avant, l'arrière, etc.

File d'attente

Caractéristiques d'une file d'attente :

La file d'attente présente différentes caractéristiques qui sont les suivantes :

  • La file d'attente est une structure FIFO (First In First Out).
  • Pour supprimer le dernier élément de la file d'attente, tous les éléments insérés avant le nouvel élément de la file d'attente doivent être supprimés.
  • Une file d'attente est une liste ordonnée d'éléments de types de données similaires.

Applications de la file d'attente :

Les différentes applications de Queue sont les suivantes :

  • La file d'attente est utilisée pour gérer le trafic du site Web.
  • Cela aide à maintenir la liste de lecture dans les lecteurs multimédias.
  • La file d'attente est utilisée dans les systèmes d'exploitation pour gérer les interruptions.
  • Il aide à répondre aux demandes sur une seule ressource partagée, comme une imprimante, la planification des tâches du processeur, etc.
  • Il est utilisé dans le transfert asynchrone de données, par ex. tuyaux, fichiers IO et sockets.
  • Les files d'attente sont utilisées pour la planification des tâches dans le système d'exploitation.
  • Dans les médias sociaux, pour télécharger plusieurs photos ou vidéos, une file d'attente est utilisée.
  • Pour envoyer une file d'attente de courrier électronique, une structure de données est utilisée.
  • Pour gérer le trafic du site Web à un moment donné, des files d'attente sont utilisées.
  • Dans le système d'exploitation Windows, pour basculer entre plusieurs applications.

Opération effectuée sur la file d'attente :

Une file d'attente est une structure de données linéaire qui implémente le principe First-In-First-Out (FIFO). Voici quelques opérations courantes effectuées sur les files d'attente :

  • Mettre en file d'attente : Les éléments peuvent être ajoutés à la fin de la file d'attente, ajoutant un nouvel élément à la fin de la file d'attente.
  • Par conséquent : L'élément avant peut être supprimé de la file d'attente en effectuant une opération de retrait de la file d'attente, supprimant ainsi le premier élément ajouté à la file d'attente.
  • Coup d'oeil : L'élément avant peut être inspecté sans le retirer de la file d'attente à l'aide d'une opération de coup d'oeil.
  • Est vide : Une vérification peut être effectuée pour déterminer si la file d'attente est vide.
  • Taille : Le nombre d'éléments dans la file d'attente peut être déterminé à l'aide d'une opération de taille.

Voici quelques-unes des opérations les plus courantes effectuées sur les files d'attente. Les opérations et algorithmes spécifiques utilisés peuvent varier en fonction des exigences du problème et du langage de programmation utilisé. Les files d'attente sont couramment utilisées dans des applications telles que la planification de tâches, la gestion de la communication entre les processus et bien d'autres.

Applications réelles de la file d'attente :

  • Un exemple concret de file d’attente est une route à sens unique à voie unique, où le véhicule qui entre en premier sortira en premier.
  • Un exemple plus concret peut être vu dans la file d’attente aux guichets.
  • Une file d’attente à la caisse dans un magasin est également un exemple de file d’attente.
  • Les gens sur un escalator

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  • Problème de file d'attente d'entraînement sur techcodeview.com

Arbre:

Un arbre est une structure de données non linéaire et hiérarchique dans laquelle les éléments sont disposés dans une structure arborescente. Dans un arbre, le nœud le plus élevé est appelé nœud racine. Chaque nœud contient des données et les données peuvent être de n'importe quel type. Il se compose d’un nœud central, de nœuds structurels et de sous-nœuds connectés via des bords. Différentes structures de données arborescentes permettent un accès plus rapide et plus facile aux données car il s'agit d'une structure de données non linéaire. Un arbre a différentes terminologies comme Nœud, Racine, Bord, Hauteur d'un arbre, Degré d'un arbre, etc.

Il existe différents types d'arbres

Arbre

Arbre

Caractéristiques d'un arbre :

L'arbre présente différentes caractéristiques qui sont les suivantes :

  • Un arbre est également connu sous le nom de structure de données récursive.
  • Dans un arbre, la hauteur de la racine peut être définie comme le chemin le plus long du nœud racine au nœud feuille.
  • Dans un arbre, on peut également calculer la profondeur du sommet jusqu'à n'importe quel nœud. Le nœud racine a une profondeur de 0.

Applications de l'arbre :

Les différentes applications de Tree sont les suivantes :

  • Heap est une structure de données arborescente implémentée à l'aide de tableaux et utilisée pour implémenter des files d'attente prioritaires.
  • B-Tree et B+ Tree sont utilisés pour implémenter l'indexation dans les bases de données.
  • L'arbre syntaxique aide à l'analyse, à l'analyse, à la génération de code et à l'évaluation des expressions arithmétiques dans la conception du compilateur.
  • K-D Tree est un arbre de partitionnement d'espace utilisé pour organiser les points dans un espace à K dimensions.
  • Les arbres couvrants sont utilisés dans les routeurs des réseaux informatiques.

Opération effectuée sur l'arbre :

Un arbre est une structure de données non linéaire constituée de nœuds reliés par des arêtes. Voici quelques opérations courantes effectuées sur les arbres :

  • Insertion : De nouveaux nœuds peuvent être ajoutés à l'arbre pour créer une nouvelle branche ou pour augmenter la hauteur de l'arbre.
  • Effacement : Les nœuds peuvent être supprimés de l'arborescence en mettant à jour les références du nœud parent pour supprimer la référence au nœud actuel.
  • Recherche : Les éléments peuvent être recherchés dans un arbre en commençant par le nœud racine et en parcourant l'arborescence en fonction de la valeur du nœud actuel jusqu'à ce que le nœud souhaité soit trouvé.
  • Traversée : Les éléments d'un arbre peuvent être parcourus de plusieurs manières différentes, notamment le parcours dans l'ordre, en pré-ordre et après l'ordre.
  • Hauteur : La hauteur de l'arbre peut être déterminée en comptant le nombre d'arêtes depuis le nœud racine jusqu'au nœud feuille le plus éloigné.
  • Profondeur : La profondeur d'un nœud peut être déterminée en comptant le nombre d'arêtes du nœud racine au nœud actuel.
  • Équilibrage : L'arbre peut être équilibré pour garantir que la hauteur de l'arbre est minimisée et que la répartition des nœuds est aussi uniforme que possible.

Ce sont quelques-unes des opérations les plus courantes effectuées sur les arbres. Les opérations et algorithmes spécifiques utilisés peuvent varier en fonction des exigences du problème et du langage de programmation utilisé. Les arbres sont couramment utilisés dans des applications telles que la recherche, le tri et le stockage de données hiérarchiques.

Applications réelles de l'arbre :

  • Dans la vraie vie, la structure arborescente des données aide au développement de jeux.
  • Cela aide également à l’indexation dans les bases de données.
  • Un arbre de décision est un outil d'apprentissage automatique efficace, couramment utilisé dans l'analyse décisionnelle. Il a une structure semblable à un organigramme qui aide à comprendre les données.
  • Domain Name Server utilise également une structure de données arborescente.
  • Le cas d’utilisation le plus courant d’un arbre est celui d’un site de réseautage social.

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Graphique:

Un graphe est une structure de données non linéaire composée de sommets (ou nœuds) et d'arêtes. Il se compose d’un ensemble fini de sommets et d’un ensemble d’arêtes qui relient une paire de nœuds. Le graphique est utilisé pour résoudre les problèmes de programmation les plus difficiles et les plus complexes. Il a différentes terminologies qui sont Chemin, Degré, Sommets adjacents, Composants connectés, etc.

Graphique

Graphique

Caractéristiques du graphique :

Le graphique présente différentes caractéristiques qui sont les suivantes :

  • La distance maximale d'un sommet à tous les autres sommets est considérée comme l'excentricité de ce sommet.
  • Le sommet ayant une excentricité minimale est considéré comme le point central du graphique.
  • La valeur minimale de l'excentricité de tous les sommets est considérée comme le rayon d'un graphe connecté.

Applications du graphique :

Les différentes applications des graphiques sont les suivantes :

  • Le graphique est utilisé pour représenter le flux de calcul.
  • Il est utilisé dans la modélisation de graphiques.
  • Le système d'exploitation utilise le graphique d'allocation des ressources.
  • Également utilisé dans le World Wide Web où les pages Web représentent les nœuds.

Opération effectuée sur Graph :

Un graphe est une structure de données non linéaire composée de nœuds et d'arêtes. Voici quelques opérations courantes effectuées sur les graphiques :

  • Ajouter un sommet : De nouveaux sommets peuvent être ajoutés au graphique pour représenter un nouveau nœud.
  • Ajouter un bord : Des arêtes peuvent être ajoutées entre les sommets pour représenter une relation entre les nœuds.
  • Supprimer le sommet : Les sommets peuvent être supprimés du graphique en mettant à jour les références des sommets adjacents pour supprimer la référence au sommet actuel.
  • Supprimer le bord : Les arêtes peuvent être supprimées en mettant à jour les références des sommets adjacents pour supprimer la référence à l'arête actuelle.
  • Recherche en profondeur d'abord (DFS) : Un graphe peut être parcouru en utilisant une recherche en profondeur d'abord en visitant les sommets d'une manière en profondeur d'abord.
  • B Recherche en lecture d'abord (BFS) : Un graphe peut être parcouru en utilisant une recherche en largeur d'abord en visitant les sommets d'une manière en largeur d'abord.
  • Le plus court chemin: Le chemin le plus court entre deux sommets peut être déterminé à l’aide d’algorithmes tels que l’algorithme de Dijkstra ou l’algorithme A*.
  • Composants connectés : Les composantes connectées d'un graphe peuvent être déterminées en recherchant des ensembles de sommets connectés les uns aux autres mais à aucun autre sommet du graphe.
  • Détection de cycles : Les cycles dans un graphique peuvent être détectés en vérifiant les bords arrière lors d'une recherche en profondeur d'abord.

Ce sont quelques-unes des opérations les plus courantes effectuées sur les graphiques. Les opérations et algorithmes spécifiques utilisés peuvent varier en fonction des exigences du problème et du langage de programmation utilisé. Les graphiques sont couramment utilisés dans des applications telles que les réseaux informatiques, les réseaux sociaux et les problèmes de routage.

Applications réelles du graphique :

  • L'un des exemples concrets les plus courants de graphique est Google Maps, où les villes sont situées sous forme de sommets et les chemins reliant ces sommets sont situés sous forme de bords du graphique.
  • Un réseau social est également un exemple concret de graphique dans lequel chaque personne du réseau est un nœud et toutes leurs amitiés sur le réseau sont les bords du graphique.
  • Un graphique est également utilisé pour étudier les molécules en physique et en chimie.

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Avantages de la structure des données :

  1. Amélioration de l’organisation des données et de l’efficacité du stockage.
  2. Récupération et manipulation plus rapides des données.
  3. Facilite la conception d’algorithmes pour résoudre des problèmes complexes.
  4. Facilite la tâche de mise à jour et de maintenance des données.
  5. Fournit une meilleure compréhension des relations entre les éléments de données.

Inconvénient de la structure des données :

  1. Augmentation de la surcharge de calcul et de mémoire.
  2. Difficulté à concevoir et à mettre en œuvre des structures de données complexes.
  3. Évolutivité et flexibilité limitées.
  4. Complexité du débogage et des tests.
  5. Difficulté à modifier les structures de données existantes.

Référence:

Les structures de données peuvent être trouvées dans divers manuels d'informatique et ressources en ligne. Certains textes populaires incluent :

  1. Introduction aux algorithmes par Thomas H. Cormen, Charles E. Leiserson, Ronald L. Rivest et Clifford Stein.
  2. Structures de données et analyse d'algorithmes en Java par Mark Allen Weiss.
  3. Le manuel de conception d'algorithmes par Steven S. Skiena.
  4. Des ressources en ligne telles que Coursera, Udemy et Khan Academy proposent également des cours sur les structures de données et les algorithmes.

Conclusion

Bien qu'il s'agisse des structures de données les plus connues et les plus utilisées, il existe également d'autres formes de structures de données utilisées en informatique, telles que structures de données basées sur des politiques , etc. Mais quelle que soit la structure de données que vous choisissez, chacune a ses avantages et ses inconvénients, sans lesquels il peut être très coûteux de choisir le mauvais type de structure de données. Il est donc très important de comprendre les besoins de la situation, puis de décider quel type de structure de données convient le mieux au travail.