Suchstrukturen

Suchstrukturen umfassen Datenstrukturen und Algorithmen, die das Auffinden oder Abfragen von Informationen erleichtern. Ziel ist es, Suchvorgänge schnell, zuverlässig und speichereffizient durchzuführen.

Zu den grundlegendsten Typen gehören lineare Strukturen wie Arrays und verknüpfte Listen, die sequentielle Suche ermöglichen, jedoch bei großen Datenmengen ineffizient sind. Erweiterte Ansätze nutzen Index- und Suchstrukturen: Hash-Tabellen bieten im Durchschnitt konstante Suchzeiten, während Baumstrukturen wie AVL- oder Rot-Schwarz-Bäume ordnungsgemäße, ausgewogene Suchpfade sowie Bereichssuchen unterstützen. Für Festplattenzugriffe optimierte Strukturen wie B-Bäume und B+-Bäume werden in Datenbanken und Dateisystemen eingesetzt.

Trie- und Radix-Strukturen unterstützen Präfix- und Wortsuche, was etwa Autovervollständigung, Routing-Tabellen oder Worterkennung erleichtert. Suffixstrukturen wie Suffixbäume und Suffixarrays ermöglichen effiziente Substring-Suchen in großen Textmengen und finden Anwendung in Textverarbeitung und Bioinformatik. Inverted-Index-Strukturen ordnen Begriffe Dokumenten zu und bilden die Grundlage moderner Informationsabruf-Systeme.

Für Suchvorgänge in Graphen spielen Strukturen wie Adjazenzlisten oder Adjazenzmatrizen eine zentrale Rolle, oft kombiniert mit Such- und Pfadfindungs-Algorithmen wie Tiefensuche, Breitensuche, Dijkstra oder A*, um Pfade oder Verbindungen zu ermitteln.

Die Leistungsmerkmale hängen von Datenhäufigkeit, Aktualisierung, Speicherort (RAM vs. Festplatte) und Abfrageart ab. Typische Entscheidungen betreffen Zeitkomplexität, Speicherbedarf und Anpassungsfähigkeit. Anwendungsgebiete reichen von Datenbanken, Suchmaschinen und Dateisystemen bis zu Textverarbeitung, Bioinformatik sowie Compiler- und Netzwerktools.