0.4 Kiểu dữ liệu có cấu trúc

Tổng quan

Mục tiêu

Sau khi học xong chương này, sinh viên cần phải nắm:

• Khái niệm về kiểu dữ liệu có cấu trúc.
• Đặc tả và phương pháp cài đặt kiểu dữ liệu có cấu trúc.
• Các đặc tả, phương pháp tổ chức lưu trữ, cài đặt các phép toán của một số kiểu dữ liệu có cấu trúc như: vecto, mảng nhiều chiều, mẩu tin, chuỗi ký tự…

Nội dung cốt lõi

• Kiểu dữ liệu có cấu trúc.
• Các đặc tả, phương pháp lưu trữ, hình thức truy xuất, cài đặt các phép toán của một số kiểu dữ liệu có cấu trúc.

Kiến thức cơ bản cần thiết

Kiến thức và kĩ năng lập trình căn bản, kiến thức chương 2.

Ðịnh nghĩa kiểu dữ liệu có cấu trúc

Kiểu dữ liệu có cấu trúc hay còn gọi là cấu trúc dữ liệu (CTDL) là một kiểu dữ liệu mà các ÐTDL của nó là các ÐTDL có cấu trúc.

Như vậy CTDL là một tập hợp các ÐTDL có cấu trúc cùng với tập hợp các phép toán thao tác trên các ÐTDL đó. Các kiểu dữ liệu như mảng, mẩu tin, chuỗi, ngăn xếp (stacks), danh sách, con trỏ, tập hợp và tập tin là các CTDL.

Sự ðặc tả kiểu cấu trúc dữ liệu

Sự đặc tả các thuộc tính

Các thuộc tính chủ yếu của CTDL bao gồm:

Số lượng phần tử

Số lượng các phần tử của một CTDL cho biết kích thước của CTDL, số lượng này có thể cố định hoặc thay đổi tuỳ loại CTDL.

Một CTDL được gọi là có kích thước cố định nếu số lượng các phần tử không thay đổi trong thời gian tồn tại của nó.

Ví dụ các kiểu mảng, mẩu tin là các CTDL có kích thước cố định.

Một CTDL được gọi là có kích thước thay đổi nếu số lượng các phần tử thay đổi một cách động trong thời gian tồn tại của nó.

Ví dụ ngăn xếp, danh sách, tập hợp, chuỗi ký tự và tập tin là các CTDL có kích thước thay đổi. Các phép toán cho phép thêm hoặc bớt các phần tử của cấu trúc làm thay đổi kích thước của cấu trúc.

Kiểu của mỗi một phần tử

Mỗi một phần tử của CTDL có một kiểu dữ liệu nào đó, ta gọi là kiểu phần tử. Kiểu phần tử có thể là một kiểu dữ liệu sơ cấp hoặc một CTDL. Các phần tử trong cùng một CTDL có thể có kiểu phần tử giống nhau hoặc khác nhau.

Một CTDL được gọi là đồng nhất nếu tất cả các phần tử của nó đều có cùng một kiểu.

Ví dụ mảng, chuỗi ký tự, tập hợp và tập tin là các CTDL đồng nhất .

Một CTDL được gọi là không đồng nhất nếu các phần tử của nó có kiểu khác nhau.

Ví dụ mẩu tin là CTDL không đồng nhất.

Tên để dùng cho các phần tử được lựa chọn

Ðể lựa chọn một phần tử của CTDL cho một xử lý nào đó người ta thường sử dụng một tên. Ðối với cấu trúc mảng, tên có thể là một chỉ số nguyên hoặc một dãy chỉ số; đối với mẩu tin, tên là một tên trường. Một số kiểu cấu trúc dữ liệu như ngăn xếp và tập tin cho phép truy nhập đến chỉ một phần tử đặc biệt (phần tử đầu tiên hoặc phần tử hiện hành).

Số lượng lớn nhất các phần tử

Ðối với CTDL có kích thước thay đổi như chuỗi ký tự hoặc ngăn xếp, đôi khi người ta quy định thuộc tính kích thước tối đa của cấu trúc để giới hạn số lượng các phần tử của cấu trúc.

Tổ chức cấu trúc

Tổ chức phổ biến nhất là một dãy tuần tự của các phần tử. Vector (mảng một chiều), mẩu tin, chuỗi ký tự, ngăn xếp, danh sách và tập tin là các CTDL có tổ chức kiểu này.

Một số cấu trúc còn được mở rộng thành dạng "nhiều chiều" ví dụ mảng nhiều chiều, mẩu tin mà các phần tử của nó là các mẩu tin, danh sách mà các phần tử của nó là danh sách.