Ποιες δομές δεδομένων υπάρχουν;

Υπάρχουν οι ακόλουθες βασικές δομές δεδομένων:

Απλές (Primitive):

• Ακέραιοι αριθμοί (Integer)
• Αριθμοί κινητής υποδιαστολής (Floating-point numbers)
• Αληθής/Ψευδής τιμές (Boolean)
• Χαρακτήρες (Character)

Αφηρημένες (Abstract):

• Πίνακας (Array): Ταξινομημένη συλλογή στοιχείων ενός τύπου, πρόσβαση μέσω δείκτη με σταθερό χρόνο.
• Συνδεδεμένη λίστα (Linked List): Συλλογή κόμβων, καθένας από τους οποίους περιέχει δεδομένα και αναφορά στον επόμενο κόμβο. Αποτελεσματική προσθήκη/διαγραφή στην αρχή/τέλος, πρόσβαση μέσω δείκτη - $O(n)$.
  • Μονόδρομη (Singly Linked List)
  • Διπλόδρομη (Doubly Linked List)
  • Κυκλική (Circular Linked List)
• Στοίβα (Stack): Δομή δεδομένων LIFO (Last-In, First-Out). Ενέργειες: push (προσθήκη), pop (διαγραφή), peek (προβολή κορυφαίου στοιχείου).

  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
      }
  }
  

• Ουρά (Queue): Δομή δεδομένων FIFO (First-In, First-Out). Ενέργειες: enqueue (προσθήκη), dequeue (διαγραφή), peek (προβολή πρώτου στοιχείου).

  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
      }
  }
  

• Χασ-πίνακας (Hash Table) / Λεξικό (Dictionary) / Συλλογικός Πίνακας (Associative Array): Συλλογή ζευγών "κλειδί-τιμή", που επιτρέπει αποτελεσματική αναζήτηση, προσθήκη και διαγραφή με βάση το κλειδί, χρησιμοποιώντας συνάρτηση κατακερματισμού.

  var dictionary = [String: Any]() // Παράδειγμα λεξικού σε Swift
  dictionary["key1"] = "value1"
  let value = dictionary["key1"]
  

• Σετ (Set): Μη ταξινομημένη συλλογή μοναδικών στοιχείων. Υποστηρίζει ενέργειες: προσθήκη, διαγραφή, έλεγχο ύπαρξης, ένωση, τομή, διαφορά.

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

• Δέντρο (Tree): Ιεραρχική δομή δεδομένων, που αποτελείται από κόμβους συνδεδεμένους με ακμές. Έχει ριζικό κόμβο και θυγατρικούς κόμβους.
  • Δυαδικό δέντρο (Binary Tree)
  • Δυαδικό δέντρο αναζήτησης (Binary Search Tree - BST)
  • Ισορροπημένο δυαδικό δέντρο (Balanced Binary Tree) - AVL, κόκκινο-μαύρο δέντρο.
  • Δέντρο B (B-Tree)
• Γράφος (Graph): Σύνολο κορυφών (κόμβων) και ακμών (συνδέσεων), που συνδέουν τις κορυφές. Μπορεί να είναι προσανατολισμένος ή μη, με βάρη ή χωρίς.

Η κατανόηση αυτών των δομών δεδομένων είναι κρίσιμη για την αποτελεσματική και κλιμακούμενη γραφή κώδικα. Η επιλογή της κατάλληλης δομής δεδομένων εξαρτάται από τις απαιτήσεις απόδοσης των λειτουργιών (αναζήτηση, εισαγωγή, διαγραφή) και το χαρακτήρα των δεδομένων.