集合 (计算机科学)

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在计算机科学中,集合是一组可变数量的数据项(也可能是0个)的组合,这些数据项可能共享某些特征,需要以某种操作方式一起进行操作。一般来讲,这些数据项的类型是相同的,或基类相同(若使用的语言支持继承)。列表(或数组)通常不被认为是集合,因为其大小固定,但事实上它常常在实现中作为某些形式的集合使用。

集合的种类包括列表多重集枚举类型可以是列表或集。

列表[编辑]

列表中,数据项的顺序是确定的,也可以存在多个相同的数据项。列表支持的操作包括查找项目并找到其位置(若存在),将项目从列表中删除,在特定位置插入项目等。通常的队列,或称FIFO即是一个列表,该列表只能在一端添加项目,而在另一端删除项目。而,或LIFO则只能在同一端添加或删除项目。不管是队列还是栈,集合中项目的顺序都应当是一定的,因此这两种情况只是列表的特例。其它列表支持的操作包括排序,再一次说明了其中顺序的重要性。

列表的具体形式包括数组链表等。

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与列表不同,在中,数据项是无序的,也不允许存在相同数据项。集支持添加、删除和查找项目。一些语言内建对集的支持,而在其它语言中,可以利用散列表实现集。

多重集[编辑]

多重集的行为类似于集,其中数据项是无序的。但在多重集中,可以存在相同的数据项。多重集支持的操作包括添加、删除项,查询相同项在多重集中出现的次数。多重集可以通过排序转换成列表。

关联数组[编辑]

关联数组(或称查找表字典等)的行为和字典相似,为(例如字典中的单词)输入提供一个(如字典中的定义)输出。可以是对复杂数据结构的引用。通常使用散列表实现高效率的关联数组。

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二叉树是树的一种类型

中,“根”节点与一定数量的数据项以亲-子关系联系起来,而其子数据项也与另外的数据项以同样的方式联系。除了根节点的每个项都有且只有一个父节点,并可能有一些子节点。树支持的操作包括遍历,插入等。用于排序操作的树通常称为。通常使用树来保存存在包含亲-子关系的数据,例如菜单,目录及其中文件等。

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一张6节点图

中,每个数据项都可以与一个或多个其它数据项联系起来,其中每个节点都是平等的,类似于无根节点、无亲-子关系的树。图支持的操作包括遍历,查找等。图常常用于对实际问题进行建模,并解决这些问题。在生成树协议中,建立一张代表网络结构的图(或称网格),从而了解应当断开哪些链路以避免数据回圈。

抽象概念及其实现[编辑]

如上所述,集合,以及集合的各种分类都只是抽象概念。由于名字相同或相似,集合及其在各种语言中的实现常常会造成文字上的混淆。集合,列表,集,树等名字究竟是数据结构,抽象数据类型抑或类只能通过具体分析来确定。其中,集合则是计算问题的解决方案中抽象程度最高的概念。从这个方面来看,若过于关注其实现,则可能会对理解集合的数学概念产生反作用。

参见[编辑]

外部链接[编辑]