Verzeichnisbäume

Verzeichnisbäume sind hierarchische Datenstrukturen, die die Organisation von Objekten in Verzeichnissen modellieren. In diesem Baum entspricht jeder Knoten einem Verzeichnis oder einer Datei, und Kanten repräsentieren die Zugehörigkeit eines Elements zu seinem übergeordneten Verzeichnis. Die Wurzel des Baums, häufig als Root bezeichnet, steht am Anfang der Struktur. In einem typischen Verzeichnisbaum hat jede Datei genau ein Elternverzeichnis, Verzeichnisse können beliebig viele Unterelemente enthalten. Formal handelt es sich um einen Baum, der in der Praxis auch als Verzeichnisbaum des Dateisystems bezeichnet wird.

Struktur und Navigation: Der Pfad zu einem Element beschreibt, wie man vom Wurzelknoten aus zu diesem Knoten gelangt. Absolute Pfade beginnen bei der Wurzel, relative Pfade arbeiten vom aktuellen Verzeichnis aus. Typische Trennzeichen sind der Schrägstrich in Unix/Linux-Systemen und das Backslash-Zeichen in Windows.

Beispiele und Anwendungen: Verzeichnisbäume bilden die Grundlage moderner Dateisysteme. Beispiele sind Unix-/Linux-Dateisysteme mit Wurzel "/" und Pfaden wie /home/user/Dokumente, sowie Windows-Dateisysteme mit Pfaden wie C:\Users\Name\Documents. Neben dem Dateisystem werden Verzeichnisbäume auch in Programmiersprachen und Anwendungen verwendet, um hierarchische Daten wie Konfigurationen, Dokumente oder Knotenstrukturen abzubilden.

Operationen: Gängige Operationen umfassen Auflisten von Verzeichnissen, Anlegen oder Entfernen von Verzeichnissen (mkdir, rm), sowie Traversierung des Baums (Preorder, Postorder, BFS) zur Suche oder Aggregation.

Hinweise: In rein theoretischen Modellen ist der Verzeichnisbaum zyklusfrei. In realen Dateisystemen können Verknüpfungen oder Hardlinks zu Zyklen führen, weshalb entsprechende Algorithmen Zyklen berücksichtigen müssen.