Οι επιχειρήσεις και οι επαγγελματίες σε ποικίλους κλάδους της επιστήμης των δεδομένων και των υπολογιστών, δεν περιορίζονται μόνο στην συλλογή ενός μεγάλου όγκου δεδομένων.

Σημαντικό ρόλο στην εργασία τους διαδραματίζει η χρήση αποτελεσματικών τρόπων για την οργάνωση των δεδομένων στη μνήμη ενός υπολογιστή, προκειμένου να είναι πιο εύκολη η πρόσβαση και η ενημέρωσή τους όταν προκύπτουν κάποιες αλλαγές.

Για αυτόν ακριβώς το λόγο χρησιμοποιούνται ευρέως και εκτενώς οι δομές δεδομένων.

Σε αυτό λοιπόν το άρθρο θα δούμε:

 Τι είναι οι δομές δεδομένων

 Ποιοι τύποι δομών δεδομένων υπάρχουν

 Ποια είναι τα πλεονεκτήματά των δομών δεδομένων

Ας ξεκινήσουμε με έναν ορισμό.

 Τι Είναι οι Δομές Δεδομένων (Data Structures)

Οι δομές δεδομένων αποτελούν ένα τρόπο οργάνωσης και αποθήκευσης των δεδομένων σε έναν υπολογιστή, προκειμένου να είναι δυνατή η αποτελεσματική επεξεργασία, η ανάλυση και η χρήση τους.

Παρέχουν λοιπόν το κατάλληλο πλαίσιο για την οργάνωση των πληροφοριών έτσι ώστε να είναι πιο εύκολα κατανοητές από τις μηχανές αλλά και από τους ανθρώπους.

Κάθε δομή δεδομένων περιέχει πληροφορίες αναφορικά με τις τιμές και τις σχέσεις μεταξύ των δεδομένων.

Η αναπαράσταση των δομών δεδομένων μπορεί να συμπεριλαμβάνει:

 Πίνακες (arrays)

 Σειρές (queues)

 Συνδεδεμένες λίστες (linked lists)

 Hash tables

 Στοίβες (stacks)

 Δέντρα (trees)

 Γραφήματα (graphs)

Οι κύριες λειτουργίες που μπορούν να εκτελεστούν στις δομές δεδομένων είναι η αναζήτηση, η ταξινόμηση, η καταχώρηση, η ενημέρωση και η διαγραφή.

Για την επιλογή δομών δεδομένων διαδραματίζει σημαντικό ρόλο ο τύπος των δεδομένων που χρειάζεται να αποθηκευτούν καθώς και οι εκάστοτε λειτουργίες που είναι αναγκαίο να εκτελεστούν στις δομές αυτές.

 Τύποι Δομών Δεδομένων

Υπάρχουν δύο βασικοί τύποι δομών δεδομένων με υποκατηγορίες, που προσφέρουν έναν συστηματικό τρόπο αναπαράστασης και χειρισμού των δεδομένων.

Ας τους δούμε αναλυτικά ακολούθως για καλύτερη κατανόηση:

   Γραμμικές Δομές Δεδομένων

Στον τύπο αυτό, τα στοιχεία δεδομένων είναι διατεταγμένα διαδοχικά ή γραμμικά, και κάθε στοιχείο συνδέεται με τα προηγούμενα και τα επόμενα γειτονικά στοιχεία.

Κάποια παραδείγματα γραμμικών δομών δεδομένων αποτελούν ο πίνακας, η στοίβα, η σειρά και η συνδεδεμένη λίστα.

Οι γραμμικές δομές δεδομένων χωρίζονται σε 2 υποκατηγορίες:

 Στατικές δομές δεδομένων: Στον τύπο αυτό, οι δομές δεδομένων έχουν σταθερό μέγεθος μνήμης και η πρόσβαση στα στοιχεία είναι πιο εύκολη.

Ένα παράδειγμα αυτού του τύπου δομών δεδομένων είναι ένας πίνακας.

 Δυναμικές δομές δεδομένων: Στον τύπο αυτό, το μέγεθος δεν είναι σταθερό και ενδέχεται να ενημερωθεί τυχαία κατά τη διάρκεια του χρόνου εκτέλεσης.

Κάποια ενδεικτικά παραδείγματα είναι η σειρά και η στοίβα.

   Μη Γραμμικές Δομές Δεδομένων

Σε αυτό τον τύπο τα στοιχεία των δεδομένων δεν τοποθετούνται διαδοχικά ή γραμμικά και ως αποτέλεσμα στις μη γραμμικές δομές δεδομένων, δεν μπορούμε να διατρέξουμε όλα τα στοιχεία σε μία μόνο εκτέλεση.

Παραδείγματα μη γραμμικών δομών δεδομένων είναι τα δέντρα και τα γραφήματα.

Κάθε ένας από τους παραπάνω τύπους δομών δεδομένων έχει τα δικά του πλεονεκτήματα και ιδιαιτερότητες.

Συμπεραίνουμε λοιπόν ότι η επιλογή του κατάλληλου τύπου για ένα συγκεκριμένο πρόβλημα αποτελεί βασικό παράγοντα για τη δημιουργία αποτελεσματικών και επεκτάσιμων προγραμμάτων υπολογιστών.

Αφού αναλύσαμε τους κύριους τύπους δομών δεδομένων, ας συνεχίσουμε βλέποντας τα βασικά πλεονεκτήματα που προσφέρουν.

 Πλεονεκτήματα των Δομών Δεδομένων

Οι δομές δεδομένων είναι ιδιαίτερα σημαντικές για διάφορους λόγους.

Παρακάτω, έχουμε συγκεντρώσει τα 3 πιο βασικά από τα πλεονεκτήματά τους:

   Αποτελεσματικότητα

Οι δομές δεδομένων βελτιστοποιούνται για διαφορετικούς σκοπούς αποθήκευσης και ανάκτησης των δεδομένων.

Έτσι, χρησιμοποιώντας τον κατάλληλο τύπο μπορεί να βελτιωθεί η ταχύτητα και η αποτελεσματικότητα ανάκτησης και διαχείρισης των δεδομένων καθώς υπάρχει μείωση των απαιτήσεων της μνήμης.

Συνάμα, δύναται να ενισχυθεί και η αποτελεσματικότητα των αλγορίθμων που χρησιμοποιούν οι Data Scientists και οι Developers, καθώς πολλοί αλγόριθμοι βασίζονται σε συγκεκριμένες δομές δεδομένων για αποδοτικότητα.

   Ευελιξία

Οι δομές δεδομένων μπορούν, όπως προαναφέραμε, να χρησιμοποιηθούν για την αναπαράσταση πολλών διαφορετικών τύπων δεδομένων, παρέχοντας καλύτερη κατανόηση των σχέσεων μεταξύ των στοιχείων των δεδομένων.

Αυτή η ευελιξία καθιστά τις δομές δεδομένων απαραίτητες για ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών μεταξύ των οποίων οι βάσεις δεδομένων, τα γραφικά υπολογιστών, η τεχνητή νοημοσύνη και κλάδων όπως οι Python Developers.

Ανακάλυψε το Python for Data Science Course εδώ

   Επεκτασιμότητα

Οι δομές δεδομένων μπορούν με τη σωστή χρήση τους να επιτύχουν το χειρισμό μεγάλου όγκου δεδομένων και να εκτελέσουν σημαντικές λειτουργίες για τη δημιουργία κλιμακούμενων προγραμμάτων υπολογιστών πολύ αποτελεσματικά.

Με Λίγα Λόγια

Μιλήσαμε λοιπόν αναλυτικά για το τι είναι οι Δομές Δεδομένων, τους κύριους τύπους τους και κάποια από τα βασικά τους πλεονεκτήματα, χρησιμοποιώντας μερικά παραδείγματα για καλύτερη κατανόηση.

Ο χώρος των δεδομένων και η ενασχόληση με τη γλώσσα προγραμματισμού Python προσφέρουν πολλές επιλογές και ευκαιρίες καριέρας.

Αν λοιπόν έχεις αποφασίσει ότι είναι το μονοπάτι που θες να ακολουθήσεις επαγγελματικά και να εξελιχθείς, ανακάλυψε το Python για Data Science Course της Big Blue και απογείωσε την καριέρα σου!