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36-01. データ構造(変数/配列/リスト/木構造/2分木)

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ITパスポート
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データ構造とは?

コンピュータのプログラムはバラバラなデータを扱うことは難しいので、データ構造という形で整理整頓したデータ形式・仕組みを事前に用意しています。

ITパスポート試験で出題されるデータ構造は次表になります。

用語説明
変数1つのデータを格納するデータ構造
配列複数のデータを連続的に格納するデータ構造
リスト複数のデータを順序づけて格納するデータ構造
木構造階層を持つデータ構造
2分木全ての枝が2本の木構造
スタックデータ(要素)が入ってきた順に、積み上げていくデータ構造
・プッシュ(挿入)、ポップ(取り出し)
・LIFO(後入れ先出法)
キューデータ(要素)が入ってきた順に、並べていくデータ構造
・エンキュー(挿入)、デキュー(取り出し)
・FIFO(先入れ先出法)

このページでは、『変数』、『配列』、『リスト』、『木構造/2分木』を解説していきます。

変数

変数とは、ひとつのデータを格納する箱です。具体的に変数を利用した計算で確認していきましょう。

変数

まず、変数xの箱に5を格納します。

変数計算

\(y = x +10\)を計算する場合、\(x=5\)に置き換え(代入)し、\(y=5+10=15\)と計算できます。

変数に格納するデータを変えるだけで、出力するデータを柔軟に計算できます。

配列

配列とは、複数のデータを連続的に格納する箱です。変数と配列の違いは、変数が1つのデータを格納する箱に対し、配列は複数のデータを連続的に格納する箱になります。

例えば、\(x_1、x_2、x_3\)で決定する\(y_1、y_2、y_3\)を計算したい場合を考えます。

配列計算

x配列の\(x_1、x_2、x_3\)の3つの箱を用意し、その中にデータを格納します。

配列

配列xを1、2、3・・・の添え字で指定することで、中身のデータに置き換え(代入)し、\(y_1、y_2、y_3\)の計算結果を導出できます。

リスト

変数と配列がデータのみを格納するデータ構造でした。これに対し、リストデータに加え、順番を格納できるデータ構造になります。

具体的には、次に参照するべきデータをポインタという情報で指定します。

リスト

例えば、上図のようなリストの場合、ポインタを参照することで『①→③→②』と順番が決定していきます。

木構造/2分木

木構造とは、データを階層構造で管理するデータ構造です。

木構造

上からの各要素を根(ルート)、節(ノード)、葉(リーフ)と呼び、これらの要素の中にデータを格納します。また、各要素を関係付ける線をブランチ(枝)と呼びます。

2分木

木構造のうち、分岐する枝がすべて2本のものを2分木と呼びます。

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【まとめ】データ構造(変数/配列/リスト/木構造/2分木)

それでは最後におさらいしておきましょう。

用語説明
変数1つのデータを格納するデータ構造
配列複数のデータを連続的に格納するデータ構造
リスト複数のデータを順序づけて格納するデータ構造
木構造階層を持つデータ構造
2分木全ての枝が2本の木構造

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