tietorakenteet

Tietorakenteet ovat ohjelmoinnissa käytettyjen dataa käsittelevien rakenteiden kokonaisuus, joiden avulla tiedot voidaan tallentaa, järjestää ja hakea tehokkaasti. Ne määrittelevät, miten data esitetään ja mitä operaatioita sen päälle voidaan suorittaa, kuten lisäys, poisto, haku ja järjestäminen. Tietorakenteet vaikuttavat ohjelman suorituskykyyn, muistinkäyttöön sekä monimutkaisuuksiin.

Tietorakenteet voidaan jakaa abstrakteihin tietotyyppeihin ja niiden konkreettisiin toteutuksiin. Abstraktit tietotyypit määrittelevät operaatiot, mutta eivät sitouta tietorakenteen fyysistä toteutusta. Toteutukset voivat olla taulukko- tai linkitettyjä rakenteita, jolloin valinta vaikuttaa suoritusominaisuuksiin. Ne voidaan luokitella lineaarisiin ja ei-lineaarisiin sekä staattisiin ja dynaamisiin rakenteisiin.

Yleisimmät tietorakenteet ovat: taulukot (array), jotka tarjoavat nopean pääsyn indeksoituihin kohtiin; linkitetyt listat, joissa alkioita säilytetään yksittäisten solmujen kautta; pinot ja jonot, joiden operaatioiden järjestys on rajoitettu; puut ja grafit, strukturoituakseen monimutkaisempien yhteyksien malliksi; sekä hajautustaulukot (hash tables), joissa avaimet ja arvot yhdistetään tehokkaaseen hakuun. Lisää esimerkkejä ovat heapit, trie-rakenteet sekä B- ja muunlaiset tasapainutetut puut.

Valinta riippuu käytännön tarpeista: esimerkiksi nopea satunnainen haku suosii hajautustaulukkoa, järjestetty data puuta, kun hakujen ja lisäysten suhde sekä tilatehokkuus ovat tärkeitä. Hyödyllistä on ymmärtää aikakomponentit sekä muistinkäyttö, kun suunnitellaan tai valitaan tietorakenne ohjelmalle.