データ構造の基本概念の解説
データ構造とは何か?
データ構造とは、データを効率的に保管・管理するための方法や組織のことです。データ構造は、プログラミングにおいてデータの操作や処理を容易にするために使用されます。
我々に馴染みの深いデータ構造としては配列【Array】があります。配列は要素を連続したメモリ領域に格納するデータ構造です。ランダムアクセスが可能であり、インデックスを使って要素にアクセスしましたね。
また、アルゴリズムのハッシュ検索でご紹介したハッシュテーブルやヒープソートで紹介したヒープもデータ構造の一つです。
ここでは、他のデータ構造として、リスト、スタック、キュー、木構造、グラフの一種としてダイクストラ法をご紹介します。
データ構造の種類
データ構造にはさまざまな種類があります。以下に一部を示します。
リスト【List】: 要素の集合を保持するデータ構造です。要素の順序が重要であり、インデックスやポインタを使用して要素にアクセスします。例えば、配列リスト【ArrayList】、連結リスト【LinkedList】などがあります。
スタック【Stack】: LIFO【Last-In, First-Out】のデータ構造です。新しい要素はスタックのトップに追加され、削除はトップから行われます。プッシュ【Push】とポップ【Pop】と呼ばれる操作が基本的な操作です。
キュー【Queue】: FIFO【First-In, First-Out】のデータ構造です。新しい要素はキューの末尾に追加され、削除は先頭から行われます。エンキュー【Enqueue】とデキュー【Dequeue】と呼ばれる操作が基本的な操作です。
ツリー【Tree】: 階層的な構造を持つデータ構造で、親子関係や階層関係を表現します。二分木、二分探索木、ヒープなどさまざまな種類のツリーがあります。
グラフ【Graph】: 頂点(ノード)と辺(エッジ)からなるデータ構造で、複数の要素間の関係を表現します。有向グラフや無向グラフ、重み付きグラフなどがあります。
データ構造の紹介
リスト
リンクを辿って単方向リストと双方向リストについて学びましょう。
スタック
キュー
木構造
グラフ
リンクを辿ってダイクストラ法について学びましょう。
Javaを使ったデータ構造
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