هياكل البيانات او التي يطلق عليها داتا استراكشر Data Strucure أصبحت من اهم العلوم التي يجب ان يكون درسها المبرمج بشكل متقن وأصبحت أيضا من اهم المتطلبات لدي الشركات العالمية والتي يهمها جوده المشاريع اكثر من أي شيء اخر ولكن لعلك لا تعلم ماهي هياكل البيانات ولماذا نجدها تأخذ كل هذه الأهمية الواسعة ولهذا سنجيب عن كل الاسالة التي تحيط بذهنك الان في هذا المقال بإذن الله.
ماهي هياكل البيانات Data Strucure ؟
هياكل البيانات هي طريقه لتخزين وترتيب البيانات لاستخدامها بأفضل واسهل وأيضا بأسرع طريقه ممكنه وهذه البيانات تكون ذا صله ببعضها لنتعامل معها باستخدام دوال وعمليات محدده للوصول لهدفنا مثل البحث او ترتيب البيانات.
ما هي اهميه هياكل البيانات Data Strucure ؟
هياكل البيانات في أي تطبيق او موقع يتم استخدامها يكون لها ثلاث اهداف رئيسيه يجب تحقيقها وهم :
- الكفاءة Efficiency : وهنا يقصد اختيار هياكل البيانات المناسبة لجعل العمليات تعمل بطريقه ذات كفائه اعلي اضعاف المرات.
- اعاده الاستخدام Reusability : وهنا نجد هذا المصطلح يتضح في ان هياكل البيانات يتم استخدامها اكثر من مره في اكثر من برنامج وذلك بدلا من عمل هياكل بيانات خاصه لكل موقع وهذا ما يسمى بقابليه اعاده الاستخدام.
- العزل (التجريد) Abstraction : وهنا يقصد بانه يمكنك استخدام هياكل البيانات بدون الدخول في تفاصيل بنائها وهكذا المستخدم لموقعك فهو لا يراها من الأساس لأنه لا يتعامل معها وهذا افضل من ادخال المستخدم وانت أيضا في تفاصيل لا تهمك.
أنواع هياكل البيانات Data Strucure ؟
هناك خمس أنواع رئيسيه واساسيه من هياكل البيانات التي يتم استعمالها بشكل واسع ومتكرر في العديد من الحلول للمشاكل وفي العديد من الخوارزميات وهم :
- المصفوفات Arrays : وهنا يتم تخزين البيانات بجانب بعضها البعض في شكل افقي ويكون حجمها هو عدد العناصر الموجودة بها ولكل عنصر index خاص به وهو ترتيب او رقم المكان الموجود به حيث ان اول عنصر يمتلك index يساوي صفر وثاني عنصر يمتلك index يساوي واحد وثالث عنصر يمتلك index يساوي اثنين وهكذا..
- الطابور Queue : وهنا تتم عمليه الإضافة والسحب مثل الطابور بالضبط وهو أي عنصر يضاف يتم اضافته من النهاية كما يحدث في الطابور ولكن أي عنصر يتم سحبه يكون من المقدمة وهذا ما يميزها عن باقي هياكل البيانات.
- ستاك Stack : وهنا تتم عمليه الإضافة والسحب بطريقه مختلفة ولتوضيحها تخيل انك ترتب مجموعه من الكتب فوق بعضها فالذي سيحدث انك عند اضافه أي كتاب ستضيفه من الأعلى وهو ما يسمي نهاية الستاك وأيضا عمليه السحب تكون من الأعلى أي عمليه السحب والإضافة في الستاك تكون من النهاية.
- قاموس Dectionary : وهنا يكون لكل عنصر key خاص به ويمكنك اعتبار انه اشاره او رمز لذلك العنصر فيمكنك مناداته من خلال ذلك ال key.
- غرف graph : وتستخدم تلك الطريقة عند تخزين بيانات عشوائية ليس لها اتجاه معين او محدد وهي انسب طريقه لذلك النوع من البيانات.
العمليات علي هياكل البيانات Data Strucure ؟
هناك أيضا خمس عمليات يمكنك تنفيذها علي أي نوع من أنواع هياكل البيانات وهم كالتالي :
- الادخال Insertion : ونستخدم ذلك النوع عند اضافه بيانات جديده للبيانات الموجودة فعليا.
- الحذف Deletion : حذف بعض البيانات الموجودة والتي لم يعد لها أي استخدام فعليا في هياكل البيانات الموجودة في الموقع.
- التحديث Updating : ونستعمل ذلك النوع عند الاحتياج لتحديث بعض البيانات أي استبدال بيانات موجوده وقديمة ببعض البيانات الحديثة والجديدة.
- البحث Search : وهذه من اهم العمليات في هياكل البيانات وهي عمليه البحث عن بعض المعلومات التي نحتاجها من هياكل البيانات التي تم بناؤها في موقعنا.
- الترتيب Sort : وأيضا هذه من اهم العمليات والتي يجب استعمال فيها اسرع الخوارزميات لترتيب البيانات الموجودة بالموقع.
اهم تطبيقات هياكل البيانات Data Strucure ؟
هياكل البيانات تستخدم تقريبا في جميع مواقع التواصل الاجتماعي واهمها الفيس بوك فهناك ارتباط يحدث بين الافراد في الموقع فكل منهم لديه أصدقاء والارتباطات تكون الأصدقاء المشتركة بينهم لمعرفه الاهتمامات المشتركة والتي يحدث عليها اقتراحات الأصدقاء والاعلانات في إختيار الفئه المناسبة لتلك الإعلان وغيره..
وأيضا تستخدم في تمثيل قيم الألوان او ال pixels في أي صوره فأي صوره تستخدم مجموعه من ال pixels لتمثيلها وتخزينها في الذاكرة في الحاسب الالي فلا يتم تخزينها مره واحده فهي عباره عن مجموعه من ال index الافقية والرئيسية وكل نقطه متقاطعة بين الخط الافقي والرئيسي لها قيمه معينه وهي درجه اللون في ذلك المكان والذي يتراوح ما بين 0 الي 255 ونستخدم هنا اهم أنواع هياكل البيانات وأكثرها استخداما وهي المصفوفات Arrays.
ما هو الاختلاف بين الخوارزميات وهياكل البيانات؟
الخوارزميات هي مجموعه من الخطوات المتسلسلة والمنطقية للوصول لحل لمشكله ما
اما هياكل البيانات هي افضل طريقه لترتيب وتخزين البيانات للوصول الي المعلومات التي نحتاجها بأسهل طريقه ممكنه.
هل هياكل البيانات مختصه بلغه برمجه معينه ؟
بالطبع لا فهي طريقه فقط للتعامل مع البيانات ولكن يمكنك استعمالها مع أي لغة برمجه ولا تقتصر علي لغة برمجه واحده فقط.
الان وصلنا للنهاية اذا كان لازال لديك المزيد من الأسالة لا تترد في تركها في التعليقات لنرد عليها في اقرب وقت ممكن بإذن الله اما اذا كان المقال قد نال اعجابك فلا تنسي مشاركته مع اصدقائك علي مواقع التواصل الاجتماعي.