Data structure

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IT・テクノロジー
As defined as "data structure + algorithm = program", they are closely related
to each other. If you use the right data structure for your processing, you will
make a good program.

Basic data structure

I will introduce the basic data structures prepared in most programming
languages.

①Basic data type
This is a data type that stores a single underlying piece of data.
Let me give you some examples.

・Integer type:Only be assigned integer values.
・Real numeric type:Only be assigned integers and decimals.
・Character type:Only be assigned characters.
・Boolean type:Only be assigned one of two, true and false.
・Structure type:Handle multiple variables together.


②Array type
This is a data structure that collects multiple pieces of data of the same data
type. You use subscripts to specify arbitrary data in the array.

Screenshot 2020-12-26 at 15.59.54.png


■What is a one-dimensional array?
As shown in the figure above, it is called the one-dimensional array that you
specify arbitrary data in an array by a single subscript.

・In case of adding data
For example, if you add the data "C" to subscript 2 in the array below, it is
as follows.

Screenshot 2020-12-26 at 16.12.07.png

Copy the data in subscript 3 to subscript 4.
Screenshot 2020-12-26 at 16.15.06.png

Copy the data in subscript 2 to subscript 3.
Screenshot 2020-12-26 at 16.16.43.png

Store the data "C" in subscript 2.
Screenshot 2020-12-26 at 16.17.56.png

You can store the data C without the data A, B, D, and E originally stored in
the array disappearing.


・In case of deleting data
For example, if you delete the data "C" to subscript 2 in the array below, it is
as follows.

Screenshot 2020-12-26 at 16.32.24.png

Copy the data in subscript 3 to subscript 2.
Screenshot 2020-12-26 at 16.34.02.png

Copy the data in subscript 4 to subscript 3.
Screenshot 2020-12-26 at 16.35.07.png

Delete the data in subscript 4.
Screenshot 2020-12-26 at 16.36.20.png

By doing this, you can pack and store data without creating space in the
middle of the array.


■What is a two-dimensional array?
A two-dimensional array, also called a matrix or table, is represented by a
row ✕ column rectangle. The position of each data in the matrix is specified
by two subscripts.

For example, if the array name is A, it will be as follows.

Screenshot 2020-12-26 at 17.01.21.png


If you specify the gray position in the two-dimensional array in the above
figure, you describe A(2, 3) or A[2][3]. The format differs depending on
the programming language.


[Japanese]
「データ構造+アルゴリズム=プログラム」と定義されるように、それぞれが密接な関係にあります。処理に応じて適切なデータ構造を用いることが、良いプログラムを作ることに繋がります。

基本データ構造

ほとんどのプログラム言語に予め用意されており、基本となるデータ構造を
紹介します。

①基本データ型
基本データ型は、基本となる単一のデータを格納するためのデータ型です。
一例を挙げると

・整数型:整数値のみ代入できるデータ型です。
・実数型:実数(整数や小数など)のみ代入できるデータ型です。
・文字型:文字のみ代入できるデータ型です。
・論理型:trueとfalseの2つのうち1つを代入できるデータ型です。
・構造体型:複数の変数をまとめて扱うデータ型です。
などがあります。


②配列型
配列型は、同じデータ型のデータを複数個集めたデータ構造です。配列内の
任意のデータを指定するには、添字を利用します。

Screenshot 2020-12-26 at 15.28.57.png


■一次元配列とは?
上図のように、1つの添字によって配列内の任意のデータを指定するデータ
構造を、一次元配列といいます。

・データの追加
(例)下記の配列の添字2にデータ「C」を追加する場合

Screenshot 2020-12-26 at 16.12.07.png

添字3にあるデータ「E」を、データが空の添字4にコピーします。
Screenshot 2020-12-26 at 16.15.06.png

添字2にあるデータ「D」を、添字3にコピーします。
Screenshot 2020-12-26 at 16.16.43.png

データ「C」を添字2に格納します。
Screenshot 2020-12-26 at 16.17.56.png


こうすることで、最初に配列に格納されていたデータA、B、D、Eが消える
(上書きされる)ことなく、データCを格納できます。


・データの削除
(例)下記の配列の添字2にあるデータ「C」を削除する場合

Screenshot 2020-12-26 at 16.32.24.png

添字3のデータ「D」を、添字2にコピーします。
Screenshot 2020-12-26 at 16.34.02.png

添字4のデータ「E」を、添字3にコピーします。
Screenshot 2020-12-26 at 16.35.07.png

添字4のデータ「E」を削除します。
Screenshot 2020-12-26 at 16.36.20.png


こうすることで、配列の途中に空きを作らずに、データを詰めて格納できます。


■二次元配列とは?
二次元配列は行列または表ともいい、行✕列の長方形で表現します。行列内の各データの位置は、2つの添字で指定します。

(例)配列名をAとした場合
Screenshot 2020-12-26 at 16.55.51.png

上図の二次元配列で灰色の位置を指定するには、
A(2, 3) または A[2][3]
のように指定します。プログラミング言語によって異なります。
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