Jaké existují datové struktury?

Následují základní datové struktury:

Primitivní:

• Celá čísla (Integer)
• Čísla s plovoucí desetinnou čárkou (Floating-point numbers)
• Boolean hodnoty (Boolean)
• Znaky (Character)

Abstraktní:

• Pole (Array): Seřazená kolekce prvků jednoho typu, přístup přes index s konstantní časovou složitostí.
• Související seznam (Linked List): Kolekce uzlů, z nichž každý obsahuje data a odkaz na další uzel. Efektivní přidávání/odstraňování na začátku/konci, přístup přes index - $O(n)$.
  • Jednosměrný (Singly Linked List)
  • Dvousměrný (Doubly Linked List)
  • Kruhový (Circular Linked List)
• Zásobník (Stack): Datová struktura LIFO (Last-In, First-Out). Operace: push (přidání), pop (odstranění), peek (zobrazení vrchního prvku).

  struct Stack<Element> {
      private var elements: [Element] = []
  
      mutating func push(_ element: Element) {
          elements.append(element)
      }
  
      mutating func pop() -> Element? {
          return elements.popLast()
      }
  
      func peek() -> Element? {
          return elements.last
      }
  
      var isEmpty: Bool {
          return elements.isEmpty
      }
  }
  

• Fronta (Queue): Datová struktura FIFO (First-In, First-Out). Operace: enqueue (přidání), dequeue (odstranění), peek (zobrazení prvního prvku).

  struct Queue<Element> {
      private var elements: [Element] = []
  
      mutating func enqueue(_ element: Element) {
          elements.append(element)
      }
  
      mutating func dequeue() -> Element? {
          guard !elements.isEmpty else { return nil }
          return elements.removeFirst()
      }
  
      func peek() -> Element? {
          return elements.first
      }
  
      var isEmpty: Bool {
          return elements.isEmpty
      }
  }
  

• Hash tabulka (Hash Table) / Slovník (Dictionary) / Asociační pole (Associative Array): Kolekce párů "klíč-hodnota", umožňující efektivní vyhledávání, přidávání a mazání podle klíče pomocí hashovací funkce.

  var dictionary = [String: Any]() // Příklad slovníku ve Swift
  dictionary["key1"] = "value1"
  let value = dictionary["key1"]
  

• Množina (Set): Neseřazená kolekce unikátních prvků. Podporuje operace: přidání, odstranění, kontrola existence, sjednocení, průnik, rozdíl.

  var set: Set<Int> = [1, 2, 3] // Příklad množiny ve Swift
  set.insert(4)
  let containsTwo = set.contains(2)
  

• Strom (Tree): Hierarchická struktura dat, skládající se z uzlů spojených hranami. Má kořenový uzel a potomky.
  • Binární strom (Binary Tree)
  • Binární vyhledávací strom (Binary Search Tree - BST)
  • Vyvážený binární strom (Balanced Binary Tree) - AVL, červené-černé stromy.
  • B-strom (B-Tree)
• Graf (Graph): Sada vrcholů (uzlů) a hran (vazeb), které spojují vrcholy. Může být orientovaný nebo neorientovaný, vážený nebo nevážený.

Porozumění těmto datovým strukturám je klíčové pro psaní efektivního a škálovatelného kódu. Výběr správné datové struktury závisí na požadavcích na výkon operací (vyhledávání, vkládání, mazání) a charakteru dat.