Типы данных (для новичков) — Структура языка программирования

Тип данных — фундаментальное понятие языка программирования. Тип данных определяет, что именно представляют собой данные, как они хранятся в памяти, какие операции с ними можно выполнять.

Классификация типов данных

Изначально, типы данных делятся на простые и составные. Простой — это тип данных, объекты (переменные или постоянные) которого не имеют доступной программисту внутренней структуры. Для объектов составного типа данных, в противовес простому, программист может работать с элементами внутренней его структуры.

Числовой тип данных разработан для хранения естественно чисел. Символьный — для хранения одного символа. Логический тип имеет два значения: истина и ложь. Перечислимый тип может хранить только те значения, которые прямо указаны в его описании.

Для простых типов данных определяются границы диапазона и количество байт, занимаемых ими в памяти компьютера.

В большинстве языков программирования, простые типы жестко связаны с их представлением в памяти компьютера. Компьютер хранит данные в виде последовательности битов, каждый из которых может иметь значение 0 и 1. Фрагмент данных в памяти может выглядеть следующим образом

00011011011100010110010000111011 ...

Данные на битовом уровне (в памяти) не имеют ни структуры, ни смысла. Как интерпретировать данные, как целочисленное число, или вещественное, или символ, зависит от того, какой тип имеют данные, представленные в этой и последующих ячейках памяти.

Числовые типы данных

Целочисленные типы данных

Выделяют знаковые и беззнаковые. Как видно из названия, знаковые предназначены для хранения как положительных, так и отрицательных значений, нуль, а беззнаковые — чисел, не меньше нуля.

Беззнаковые типы данных, в отличии от соответствующих знаковых, имеют в два раза больший диапазон. Это из-за их машинного представления. В знаковых типах первый бит указывает на знак числа: 1 — отрицательное, 0 — положительное.

Исходя из машинного представления целого числа, в ячейке памяти из n бит может хранится 2ⁿ для беззнаковых, и 2^n-1 для знаковых типов.

Рассмотрим теперь конкретные целочисленные типы в трёх языках.

У некоторых типов есть приписка «16 разрядов» или «32 разряда».

В Java нет беззнаковых целочисленных типов данных.

Вещественные типы данных

Числа вещественного типа данных задаются в форме чисел с плавающей запятой.

Плавающая запятая — форма представления действительных чисел, в которой число хранится в форме мантиссы и показателя степени. p \end{equation}

где N — записываемое число;
M — мантисса;
p (целое) — порядок.
Например: 14441544=1,4441544*10⁷; 0,0004785=4,785*10^-4. Компьютер же на экран выведет следующие числа:

Следовательно, в отведенной памяти хранится мантисса и порядок записываемого числа. Рассмотрим на примера типа данных, который хранится в 8 байтах или 64 битах. В данном случае, мантисса составляет 53 бита: 1 для знака числа и 52 для её значения; порядок 10 битов: 1 бит для знака и 10 для значения. Мы можем в данном случае говорить о диапазоне точности, то есть насколько малое и насколько большое число может хранить данный тип данных: 4,94×10

Вывод: вещественные типы данных, в отличии от целочисленных, характеризуются диапазоном точности и количеством значащих разрядов.

Рассмотрим конкретные типы данных в наших трёх языках.

Тип decimal создан специально для операций высокой точности, в частности финансовых операций. Он не реализован как примитивный тип, по-этому его частое использование может повлиять на производительность вычислений.

Символьный тип данных

Значение переменной этого типа данных представляет собой один символ. В действительности, это есть целое число. В зависимости от кодировки, это число превращается в некий символ. Данные типы данных характеризуются лишь размером выделяемой под них памяти.

Логический тип данных

Это тип данных, значения которых могут быть: true (правда) или false (ложь). Логическому типу данных соответствуют в С# и C++ тип bool, в Java — boolean.

Перечислимый тип данных

Во внутреннем представлении, это целочисленный тип данных, только здесь пользователь вместо числе использует заранее определенные строковые значения.

Чтобы прочувствовать эту концепцию, приведем пример на языке С++ (в С# и Java аналогично)

enum Forms {shape, sphere, cylinder, polygon};

Теперь переменные перечислимого типа Forms могут принимать лишь значения, определенные в примере кода.

Массив

Далее перейдем к сложным типам данных. Первый из них — это массив. Массив — это набор однотипных переменных, расположенных в памяти непосредственно друг за другом, доступ к которым осуществляется по индексу. Индекс массива — целое число, указывающее на конкретный элемент массива.

Каждый массив характеризуется типом данных его элементов, который может быть как простым, так и сложным, то есть любым.

В языках программирования нельзя оперировать всем массивом, работают с конкретным элементом. Чтобы доступиться до него в трёх рассматриваемых нами языках используют оператор «[]».

Структура

Ранее были рассмотрены встроенные типы данных. Теперь мы переходим к пользовательским типам данных. Структура — конструкция, позволяющая содержать в себе набор переменных различных типов.

Структуры реализованы в языке программирования, чтобы собрать некие близки по смыслу вещи воедино.

Например, есть колесо автомобиля. У колеса есть диаметр, толщина, шина. Шина в свою очередь является структурой, у которой есть свои параметры: материал, марка, чем заполнена. Естественно, для каждого параметра можно создать свою переменную или константу, у нас появится большое количество переменных, которые, чтобы понять к чему они относятся, нужно в именах общую часть выделять. Имена будут нести лишнюю смысловую нагрузку. Получается запутанная история. А так мы определяем две структуры, а затем параметры в них.

struct Tyre
{
   Material material;
   int mark;
};
struct Wheel
{
   double diameter;
   double thickness;
   Tyre tyre;
}

Класс

Еще одним пользовательским типом данных является класс. Класс умеет всё, что и структура, но кроме параметров, у него есть и методы, и поддерживает большое количество вещей, связанных с объектно-ориентированным программированием.

Основные типы данных — Студопедия

Переменные и константы. Типы данных

Ошибки

Ошибки, допускаемые при написании программ, разделяют на синтаксические и логические.

Синтаксические ошибки — нарушение формальных правил написания програм­мы на конкретном языке, обнаруживаются на этапе трансляции и могут быть легко исправлены.

Программа, содержащая синтаксическую ошибку, не может быть запущена. При попытке ее компиляции выдается сообщение, обычно содержащее указание того места в тексте, «дочитав» до которого, компилятор заметил ошибку; сама ошибка может быть как в этом месте, так и выше него (часто — в предыдущей строке).

Логические ошибки делят на ошибки алгоритма и семантические ошибки — могут быть найдены и исправлены только разработчиком программы.

Причина ошибки алгоритма — несоответствие построенного алгоритма ходу получения конечного результата сформулированной задачи.

Причина семантической ошибки — неправильное понимание смысла (сема­нти­ки) операторов языка.

Программа, содержащая логическую ошибку, может быть запущена. Однако она либо выдает неверный результат, либо даже завершается «аварийно» из-за попытки выполнить недопустимую операцию (например, деление на 0) — в таком случае выдается сообщение об ошибке времени выполнения. Поиск места в программе, содержащего логическую ошибку, является непростой задачей; он носит название отладки программы.

Для программиста на языке Си память компьютера представляется как набор ячеек, каждая из которых называется переменной, или константой, в зависимости от того, меняется ее значение в процессе работы или нет. Каждая переменная имеет имя (идентификатор, ID). Константа может иметь или не иметь имени.

Род информации, которую способна хранить ячейка, определяется ее типом.

Данные в языке Си разделяются на две категории: простые (скалярные), будем их называть базовыми, и сложные (составные) типы данных.

Тип данных определяет:

•внутреннее представление данных в оперативной памяти;

•совокупность значений (диапазон), которые могут принимать данные этого типа;

•набор операций, которые допустимы над такими данными.

Основные типы базовых данных: целый – int, вещественный с одинарной точностью – floatи символьный – char.

В свою очередь, данные целого типа могут быть короткими – short, а также длинными – long . Кроме того, при любой длине данные целых и символьного типов могут быть знаковыми — signed либо беззнаковыми – unsigned (по умолчанию они считаются знаковыми, поэтому слово signed необязательно и обычно опускается). Вещественные же данные могут иметь удвоенную точность – double.

Сложные типы данных – массивы, структуры – struct, объединения или смеси – union.

Данные целых и вещественных типов находятся в определенных диапазонах, т.к. занимают разный объем оперативной памяти. Вещественные типы при этом обладают еще конечной точностью хранения данных, т.е. верно хранят лишь первые несколько цифр числа; для хранения остальных (чье количество бывает даже бесконечным — например, у числа π , или у числа ⅓ ) не хватает места. В Табл. 1. приведены свойства различных типов для системы программирования C++ Builder. В других системах программирования, поддерживающих язык Си, может отличаться размер того или иного конкретного типа, например int, и соответственно будет отличаться его допустимый диапазон значений (например, тип long int может превосходить по размеру тип int). Однако последовательность возрастания размеров и точности для каждой группы типов всегда одинакова:

char ≤ short int ≤ int ≤ long int ≤ long long int

float ≤ double ≤ long double

Таблица 1.

Заметим, что для целочисленных типов данных, чье название содержит слово int и еще какое-либо слово перед ним, слово int можно не писать, и обычно оно опускается (в Табл. 1 необязательное int указано мелким шрифтом).

2.2. Декларация (объявление) объектов

Все объекты (переменные, функции и пр.), с которыми работает программа, в языке Си необходимо декларировать, т.е. объявить компилятору об их присутствии в программе. При этом возможны две формы декларации:

— описание, не приводящее к выделению памяти;

— определение, при котором под объект будет выделен объем оперативной памяти, в соответствии с его типом; в этом случае объект можно сразу инициализировать, т.е. задать его начальное значение.

Кроме констант, которые можно задавать в исходном тексте, все объекты программы должны быть явно декларированы по следующему формату:

<атрибуты> <список ID объектов>;

элементы списка разделяются запятыми, а атрибуты — разделителями. Например: int i,j,k; float a,b;

Объекты программы в общем случае имеют следующие атрибуты:

<класс памяти> — характеристика способа размещения объектов в памяти (статическая, динамическая), определяет область види­мости и время жизни переменной (по умолчанию — auto), данные атрибуты будут рассмотрены позже;

<тип> — характеристика механизма интерпретации данных, т. е. это совокупность информации о том, сколько объекту нужно выделить памяти, какой вид имеет представление информации и какие действия над ней допустимы (по умолчанию — int).

Класс памяти и тип – атрибуты необязательные и могут отсутст­во­вать, тогда их значения установятся по умолчанию.

Примеры декларации простых переменных:

int i,j,k;

char r;

double gfd;

Типы данных и их виды в языках программирования от Loftblog

Этот видеоурок мы посвятим типам данных в языках программирования, которые будут рассмотрены на примерах языков python и javascript.

Виды типов данных

Данные в языках программирования бывают разные.

Язык программирования python имеет типы данных:

• a) char — символьный тип данных;
• b) int — целочисленный тип данных;
• c) float — тип данных с плавающей запятой;
• d) double — тип данных с плавающей запятой двойной точности;
• e) bool — логический тип данных.

В языке javascript используются следующие типы данных:

• a) srting — тип данных «строка»,
• b) number — тип данных «число»,
• c) boolean — логический тип данных,
• d) undefined — тип данных, значения которых не определены,
• e) null — тип данных с «пустыми» значениями,
• f) object — тип данных, хранящих свойства и методы.

Рассмотрим некоторые из них.

Тип данных — «строка»

В javascript строкой — string — называют фрагмент текста (последовательность символов). Строка может состоять из букв, чисел, знаков(например, точки и запятые) или пробелов, то есть из символов. Обычно их записывают в одинарных кавычках (но в js можно и в двойных), начинаться и заканчиваться строка должна кавычками одного вида.

Строки можно склеивать вместе или вырезать из них выбранные части. Подобно тому как сложение двух чисел дает новое число, можно сложить две строки. Получится строка, состоящая из исходных строк, склеенных вместе. У каждого символа в строке есть номер, который соответствует его позиции. Этот номер можно использовать, чтобы узнать отдельный символ или чтобы вырезать его из строки. Отсчет ведется с нуля.

В некоторых языках программирования есть специальный тип данных для одного символа. Например, в языке С это «char».

Тип данных — «число»

Единый тип «число» используется как для целых, так и для дробных чисел.

В языках программирования есть следующие типы числовых данных:

• a) int — целые, то есть числа без дробной части,
• b) float — вещественные, дробные числа с десятичной точкой,
• c) double — тип данных с плавающей запятой двойной точности,
• d) number — числовые данные в js.

Целые числа хороши для подсчета чего-либо, а вещественные — для измерения таких свойств, как вес.

Булевый (логический) тип данных — boolean.

Истина или ложь? Компьютеры принимают решения о том, что делать дальше, задавая вопросы и анализируя ответы — «да» или «нет». Вопросы, на которые есть лишь два варианта ответа, называют булевыми (логическими) выражениями.

Булевый тип может принимать одно из двух значений — true (истина) или false (ложь). Программы принимают решения о том, что делать дальше, сравнивая переменные, числа и строки с помощью булевых выражений — тех, что возвращают либо true, либо false.

Бывают также такие типы данных, как null, undefined, object (объект) — в javascript или list (список), tuple (кортеж), dict (словарь) — в python. Но для понимания общих основ программирования вам будет достаточно знания трех типов данных: «число», «строка» и булево значение.

Преобразование типов данных

Не все типы данных в программе совместимы. Порой один тип нужно преобразовать в другой, иначе возникнет ошибка.
В javascript оператор typeof возвращает тип аргумента. В python, чтобы узнать тип, применяют команду type.

Приятного всем просмотра! Учитесь с удовольствием!

Рекомендуемые курсы

Основные структуры данных. Матчасть. Азы / Хабр

Еще в далеком 1976 швейцарский ученый Никлаус Вирт написал книгу Алгоритмы + структуры данных = программы.

40+ лет спустя это уравнение все еще верно. И если вы самоучка и надолго в программировании пробегитесь по статье, можно по диагонали. Можно код кофе.

В статье так же будут вопросы, которое вы можете услышать на интервью.

Что такое структура данных?

Какие бывают?

Нелинейные, если обход узлов нелинейный, а данные не последовательны. Пример: граф и деревья.

Основные структуры данных.

1. Массивы
2. Стеки
3. Очереди
4. Связанные списки
5. Графы
6. Деревья
7. Префиксные деревья
8. Хэш таблицы

Массивы

Изображение простого массива размера 4, содержащего элементы (1, 2, 3 и 4).

Каждому элементу данных присваивается положительное числовое значение (индекс), который соответствует позиции элемента в массиве. Большинство языков определяют начальный индекс массива как 0.

Бывают

Основные операции

• Insert-вставляет элемент по заданному индексу
• Get-возвращает элемент по заданному индексу
• Delete-удаление элемента по заданному индексу
• Size-получить общее количество элементов в массиве

Вопросы

• Найти второй минимальный элемент массива
• Первые неповторяющиеся целые числа в массиве
• Объединить два отсортированных массива
• Изменение порядка положительных и отрицательных значений в массиве

Стеки

Это не массивы. Это очередь. Придумал Алан Тюринг.

Примером стека может быть куча книг, расположенных в вертикальном порядке. Для того, чтобы получить книгу, которая где-то посередине, вам нужно будет удалить все книги, размещенные на ней. Так работает метод LIFO (Last In First Out). Функция «Отменить» в приложениях работает по LIFO.

Изображение стека, в три элемента (1, 2 и 3), где 3 находится наверху и будет удален первым.

Основные операции

• Push-вставляет элемент сверху
• Pop-возвращает верхний элемент после удаления из стека
• isEmpty-возвращает true, если стек пуст
• Top-возвращает верхний элемент без удаления из стека

Вопросы

• Реализовать очередь с помощью стека
• Сортировка значений в стеке
• Реализация двух стеков в массиве
• Реверс строки с помощью стека

Очереди

Пример очереди – очередь людей. Последний занял последним и будешь, а первый первым ее и покинет.

Изображение очереди, в четыре элемента (1, 2, 3 и 4), где 1 находится наверху и будет удален первым

Основные операции

• Enqueue—) — вставляет элемент в конец очереди
• Dequeue () — удаляет элемент из начала очереди
• isEmpty () — возвращает значение true, если очередь пуста
• Top () — возвращает первый элемент очереди

Вопросы

• Реализовать cтек с помощью очереди
• Реверс первых N элементов очереди
• Генерация двоичных чисел от 1 до N с помощью очереди

Связанный список

Принципиальным преимуществом перед массивом является структурная гибкость: порядок элементов связного списка может не совпадать с порядком расположения элементов данных в памяти компьютера, а порядок обхода списка всегда явно задаётся его внутренними связями.

Бывают

1->2->3->4->NULL

Двунаправленный, две ссылки, связанные с каждым узлом, одним из опорных пунктов на следующий узел и один к предыдущему узлу.

NULL<-1<->2<->3->NULL

Круговой, все узлы соединяются, образуя круг. В конце нет NULL. Циклический связанный список может быть одно-или двукратным циклическим связанным списком.

1->2->3->1

Самое частое, линейный однонаправленный список. Пример – файловая система.

Основные операции

• InsertAtEnd — Вставка заданного элемента в конец списка
• InsertAtHead — Вставка элемента в начало списка
• Delete — удаляет заданный элемент из списка
• DeleteAtHead — удаляет первый элемент списка
• Search — возвращает заданный элемент из списка
• isEmpty — возвращает True, если связанный список пуст

Вопросы

• Реверс связанного списка
• Определение цикла в связанном списке
• Возврат N элемента из конца в связанном списке
• Удаление дубликатов из связанного списка

Графы

Бывают

Встречаются в таких формах как

• Матрица смежности
• Список смежности

Общие алгоритмы обхода графа

• Поиск в ширину – обход по уровням
• Поиск в глубину – обход по вершинам

Вопросы

• Реализовать поиск по ширине и глубине
• Проверить является ли граф деревом или нет
• Посчитать количество ребер в графе
• Найти кратчайший путь между двумя вершинами

Деревья

Древовидные структуры везде и всюду. Дерево скилов в играх знают все.

Простое дерево

Типы деревьев

«Бинарное дерево — это иерархическая структура данных, в которой каждый узел имеет значение (оно же является в данном случае и ключом) и ссылки на левого и правого потомка. » — Procs

Три способа обхода дерева

• В прямом порядке (сверху вниз) — префиксная форма.
• В симметричном порядке (слева направо) — инфиксная форма.
• В обратном порядке (снизу вверх) — постфиксная форма.

Вопросы

• Найти высоту бинарного дерева
• Найти N наименьший элемент в двоичном дереве поиска
• Найти узлы на расстоянии N от корня
• Найти предков N узла в двоичном дереве

Trie ( префиксное деревое )

Вот как такое дерево хранит слова «top», «thus» и «their».

Слова хранятся сверху вниз, зеленые цветные узлы «p», «s» и «r» указывают на конец «top», «thus « и «their» соответственно.

Вопросы

• Подсчитать общее количество слов
• Вывести все слова
• Сортировка элементов массива с префиксного дерева
• Создание словаря T9

Хэш таблицы

Объект хранится в виде пары «ключ-значение», а коллекция таких элементов называется «словарем». Каждый объект можно найти с помощью этого ключа.

По сути это массив, в котором ключ представлен в виде хеш-функции.

Эффективность хеширования зависит от

• Функции хеширования
• Размера хэш-таблицы
• Метода борьбы с коллизиями

Вопросы

• Найти симметричные пары в массиве
• Найти, если массив является подмножеством другого массива
• Описать открытое хеширование

Список ресурсов

Вместо заключения

Спасибо, что прочли. Надеюсь не зря потратили время =)

PS: Прошу извинить, как оказалось, перевод статьи уже был тут и очень недавно, я проглядел.
Если интересно, вот она, спасибо Hokum, буду внимательнее.

10 типов структур данных, которые нужно знать + видео и упражнения

«Плохие программисты думают о коде. Хорошие программисты думают о структурах данных и их взаимосвязях», — Линус Торвальдс, создатель Linux.

В этой статье я покажу вам 10 самых распространенных структур данных. Для каждой из них приведены видео и примеры их реализации на JavaScript. Чтобы вы смогли попрактиковаться, я также добавил несколько упражнений из бета-версии новой учебной программы freeCodeCamp.

Обратите внимание, что некоторые структуры данных включают временную сложность в нотации «большого О». Это относится не ко всем из них, так как иногда временная сложность зависит от реализации. Если вы хотите узнать больше о нотации «большого О», посмотрите это видео от Briana Marie.

В статье я привожу примеры реализации этих структур данных на JavaScript: они также пригодятся, если вы используете низкоуровневый язык вроде С. В многие высокоуровневые языки, включая JavaScript, уже встроены реализации большинства структур данных, о которых пойдет речь. Тем не менее, такие знания станут серьезным преимуществом при поиске работы и пригодятся при написании высокопроизводительного кода.

Связные списки

Так устроен связный список

Связный список состоит из группы узлов, которые вместе образуют последовательность. Каждый узел содержит две вещи: фактические данные, которые в нем хранятся (это могут быть данные любого типа) и указатель (или ссылку) на следующий узел в последовательности. Также существуют двусвязные списки: в них у каждого узла есть указатель и на следующий, и на предыдущий элемент в списке.

Основные операции в связном списке включают добавление, удаление и поиск элемента в списке.

Пример реализации на JavaScript

Временная сложность связного списка
╔═══════════╦═════════════════╦═══════════════╗
║ Алгоритм  ║Среднее значение ║ Худший случай ║
╠═══════════╬═════════════════╬═══════════════╣
║ Space     ║ O(n)            ║ O(n)          ║
║ Search    ║ O(n)            ║ O(n)          ║
║ Insert    ║ O(1)            ║ O(1)          ║
║ Delete    ║ O(1)            ║ O(1)          ║
╚═══════════╩═════════════════╩═══════════════╝

Упражнения от freeCodeCamp

Стеки

Стек организован по принципу LIFO (Last In First Out, «последним пришёл — первым вышел») . Это значит, что последний элемент, который вы добавили в стек, первым выйдет из него.

Так устроен стек

В стеках можно выполнять три операции: добавление элемента (push), удаление элемента (pop) и отображение содержимого стека (pip).

Пример реализации на JavaScript

Временная сложность стека
╔═══════════╦═════════════════╦═══════════════╗
║ Алгоритм  ║Среднее значение ║ Худший случай ║
╠═══════════╬═════════════════╬═══════════════╣
║ Space     ║ O(n)            ║ O(n)          ║
║ Search    ║ O(n)            ║ O(n)          ║
║ Insert    ║ O(1)            ║ O(1)          ║
║ Delete    ║ O(1)            ║ O(1)          ║
╚═══════════╩═════════════════╩═══════════════╝

Упражнения от freeCodeCamp

Очереди

Так устроена очередь

Очередь устроена по принципу FIFO (First In First Out, «первый пришёл — первый вышел»). Это значит, что удалить элемент можно только после того, как были убраны все ранее добавленные элементы.

Очередь позволяет выполнять две основных операции: добавлять элементы в конец очереди (enqueue) и удалять первый элемент (dequeue).

Пример реализации на JavaScript

Временная сложность очереди
╔═══════════╦═════════════════╦═══════════════╗
║ Алгоритм  ║Среднее значение ║ Худший случай ║
╠═══════════╬═════════════════╬═══════════════╣
║ Space     ║ O(n)            ║ O(n)          ║
║ Search    ║ O(n)            ║ O(n)          ║
║ Insert    ║ O(1)            ║ O(1)          ║
║ Delete    ║ O(1)            ║ O(1)          ║
╚═══════════╩═════════════════╩═══════════════╝

Упражнения от freeCodeCamp

Множества

Множество хранит значения данных без определенного порядка, не повторяя их. Оно позволяет не только добавлять и удалять элементы: есть ещё несколько важных функций, которые можно применять к двум множествам сразу.

• Объединение комбинирует все элементы из двух разных множеств, превращая их в одно (без дубликатов).
• Пересечение анализирует два множества и  создает еще одно из тех элементов, которые присутствуют в обоих изначальных множествах.
• Разность выводит список элементов, которые есть в одном множестве, но отсутствуют в другом.
• Подмножество выдает булево значение, которое показывает, включает ли одно множество все элементы другого множества.

Упражнения от freeCodeCamp

Map

• добавлять пары в коллекцию;
• удалять пары из коллекции;
• изменять существующей пары;
• искать значение, связанное с определенным ключом.

Так устроена структура map

Пример реализации на JavaScript

Упражнения от freeCodeCamp

Хэш-таблицы

Так работают хэш-таблица и хэш-функция

Хэш-таблица — это похожая на Map структура, которая содержит пары ключ/значение. Она использует хэш-функцию для вычисления индекса в массиве из блоков данных, чтобы найти желаемое значение.

Обычно хэш-функция принимает строку символов в качестве вводных данных и выводит числовое значение. Для одного и того же ввода хэш-функция должна возвращать одинаковое число. Если два разных ввода хэшируются с одним и тем же итогом, возникает коллизия. Цель в том, чтобы таких случаев было как можно меньше.

Таким образом, когда вы вводите пару ключ/значение в хэш-таблицу, ключ проходит через хэш-функцию и превращается в число. В дальнейшем это число используется как фактический ключ, который соответствует определенному значению. Когда вы снова введёте тот же ключ, хэш-функция обработает его и вернет такой же числовой результат. Затем этот результат будет использован для поиска связанного значения. Такой подход заметно сокращает среднее время поиска.

Пример реализации на JavaScript

Временная сложность хэш-таблицы
╔═══════════╦═════════════════╦═══════════════╗
║ Алгоритм  ║Среднее значение ║ Худший случай ║
╠═══════════╬═════════════════╬═══════════════╣
║ Space     ║ O(n)            ║ O(n)          ║
║ Search    ║ O(1)            ║ O(n)          ║
║ Insert    ║ O(1)            ║ O(n)          ║
║ Delete    ║ O(1)            ║ O(n)          ║
╚═══════════╩═════════════════╩═══════════════╝

Упражнения от freeCodeCamp

Двоичное дерево поиска

Двоичное дерево поиска

Дерево — это структура данных, состоящая из узлов. Ей присущи следующие свойства:

• Каждое дерево имеет корневой узел (вверху).
• Корневой узел имеет ноль или более дочерних узлов.
• Каждый дочерний узел имеет ноль или более дочерних узлов, и так далее.

• Каждый узел имеет до двух дочерних узлов (потомков).
• Каждый узел меньше своих потомков справа, а его потомки слева меньше его самого.

Пример реализации на JavaScript

Временная сложность двоичного дерева поиска 
╔═══════════╦═════════════════╦══════════════╗
║ Алгоритм  ║Среднее значение ║Худший случай ║
╠═══════════╬═════════════════╬══════════════╣
║ Space     ║ O(n)            ║ O(n)         ║
║ Search    ║ O(log n)        ║ O(n)         ║
║ Insert    ║ O(log n)        ║ O(n)         ║
║ Delete    ║ O(log n)        ║ O(n)         ║
╚═══════════╩═════════════════╩══════════════╝

Упражнения от freeCodeCamp

Префиксное дерево

Так устроено префиксное дерево

Каждый узел в языковом префиксном дереве содержит одну букву слова. Чтобы составить слово, нужно следовать по ветвям дерева, проходя по одной букве за раз. Дерево начинает ветвиться, когда порядок букв отличается от других имеющихся в нем слов или когда слово заканчивается. Каждый узел содержит букву (данные) и булево значение, которое указывает, является ли он последним в слове.

Посмотрите на иллюстрацию и попробуйте составить слова. Всегда начинайте с корневого узла вверху и спускайтесь вниз. Это дерево содержит следующие слова: ball, bat, doll, do, dork, dorm, send, sense.

Пример реализации на JavaScript

Упражнения от freeCodeCamp

Двоичная куча

Так устроены минимальная и максимальная кучи

Двоичная куча может быть минимальной или максимальной. В максимальной куче ключ любого узла всегда больше ключей его потомков или равен им. В минимальной куче всё устроено наоборот: ключ любого узла меньше ключей его потомков или равен им.

Порядок уровней в двоичной куче важен, в отличие от порядка узлов на одном и том же уровне. На иллюстрации видно, что в минимальной куче на третьем уровне значения идут не по порядку: 10, 6 и 12.

Пример реализации на JavaScript

Временная сложность двоичной кучи
╔═══════════╦══════════════════╦═══════════════╗
║ Алгоритм  ║ Среднее значение ║ Худший случай ║
╠═══════════╬══════════════════╬═══════════════╣
║ Space     ║ O(n)             ║ O(n)          ║
║ Search    ║ O(n)             ║ O(n)          ║
║ Insert    ║ O(1)             ║ O(log n)      ║
║ Delete    ║ O(log n)         ║ O(log n)      ║
║ Peek      ║ O(1)             ║ O(1)          ║
╚═══════════╩══════════════════╩═══════════════╝

Упражнения от freeCodeCamp

Граф

По такому принципу устроены социальные сети: узлы — это люди, а рёбра — их отношения.

Графы делятся на два основных типа: ориентированные и неориентированные. У неориентированных графов рёбра между узлами не имеют какого-либо направления, тогда как у рёбер в ориентированных графах оно есть.

Чаще всего граф изображают в каком-либо из двух видов: это может быть список смежности или матрица смежности.

Граф в виде матрицы смежности

Список смежности можно представить как перечень элементов, где слева находится один узел, а справа — все остальные узлы, с которыми он соединяется.

Матрица смежности — это сетка с числами, где каждый ряд или колонка соответствуют отдельному узлу в графе. На пересечении ряда и колонки находится число, которое указывает на наличие связи. Нули означают, что она отсутствует; единицы — что связь есть. Чтобы обозначить вес каждой связи, используют числа больше единицы.

Существуют специальные алгоритмы для просмотра рёбер и вершин в графах — так называемые алгоритмы обхода. К их основным типам относят поиск в ширину (breadth-first search) и в глубину (depth-first search). Как вариант, с их помощью можно определить, насколько близко к корневому узлу находятся те или иные вершины графа. В видео ниже показано, как на JavaScript выполнить поиск в ширину.

Пример реализации на JavaScript

Временная сложность списка смежности (графа) 
╔═══════════════╦════════════╗
║   Алгоритм    ║    Время   ║
╠═══════════════╬════════════╣
║ Storage       ║ O(|V|+|E|) ║
║ Add Vertex    ║ O(1)       ║
║ Add Edge      ║ O(1)       ║
║ Remove Vertex ║ O(|V|+|E|) ║
║ Remove Edge   ║ O(|E|)     ║
║ Query         ║ O(|V|)     ║
╚═══════════════╩════════════╝

Упражнения от freeCodeCamp

Узнать больше

От редакции Нетологии

1. Программа «Big Data: основы работы с большими массивами данных»

Для кого: инженеры, программисты, аналитики, маркетологи — все, кто только начинает вникать в технологию Big Data.

• введение в историю и основы технологии;
• способы сбора больших данных;
• типы данных;
• основные и продвинутые методы анализа больших данных;
• основы программирования, архитектуры хранения и обработки для работы с большими массивами данных.

Подробности по ссылке → http://netolo.gy/dJd

2. Программа «Data Scientist»

Для кого: специалисты, работающие или собирающиеся работать с Big Data, а также те, кто планирует построить карьеру в области Data Science. Для обучения необходимо владеть как минимум одним из языков программирования (желательно Python) и помнить программу по математике старших классов (а лучше вуза).

Темы курса:

• экспресс-обучение основным инструментам, Hadoop, кластерные вычисления;
• деревья решений, метод k-ближайших соседей, логистическая регрессия, кластеризация;
• уменьшение размерности данных, методы декомпозиции, спрямляющие пространства;
• введение в рекомендательные системы;
• распознавание изображений, машинное зрение, нейросети;
• обработка текста, дистрибутивная семантика, чатботы;
• временные ряды, модели ARMA/ARIMA, сложные модели прогнозирования.

Подробности по ссылке.

1. Базовые типы данных. Базы данных: конспект лекций

1. Базовые типы данных

Типы данных, как и отношения, делятся на базовые и виртуальные.

(О виртуальных типах данных мы поговорим чуть позже, посвятим этой теме отдельную главу.)

Базовые типы данных – это любые типы данных, заданные в системах управления базами данных изначально, т. е. присутствующие там по умолчанию (в отличие от пользовательского типа данных, который мы проанализируем сразу после прохождения типа данных базового).

Прежде чем перейти к рассмотрению собственно базовых типов данных, перечислим, каких типов данные вообще бывают:

1) числовые данные;

2) логические данные;

3) строковые данные;

4) данные, определяющие дату и время;

5) идентификационные данные.

В системах управления базами данных по умолчанию ввели несколько наиболее распространенных типов данных, каждый из которых принадлежит какому-то из перечисленных типов данных.

Назовем их.

1. В числовом типе данных выделяют:

1) Integer. Этим ключевым словом обычно обозначают целый тип данных;

2) Real, соответствующий вещественному типу данных;

3) Decimal (n, m). Это десятичный тип данных. Причем в обозначении n – это число, фиксирующее общее количество знаков числа, а m показывает, сколько символов из них стоит после десятичной точки;

4) Money или Currency, введен специально для удобного представления данных денежного типа данных.

2. В логическом типе данных обычно выделяют только один базовый тип, это Logical.

3. Строковый тип данных насчитывает четыре базовых типа (имеются в виду, разумеется, наиболее распространенные):

1) Bit (n). Это строки бит с фиксированной длиной n;

2) Varbit (n). Это тоже строки бит, но с переменной длиной, не превышающей n бит;

3) Char (n). Это строки символов с постоянной длиной n;

4) Varchar (n). Это строки символов, с переменной длиной, не превышающей n символов.

4. Тип дата и время включает в себя следующие базовые типы данных:

1) Date – тип данных даты;

2) Time – тип данных, выражающих время суток;

3) Date-time – тип данных, выражающий одновременно и дату, и время.

5. Идентификационный тип данных содержит в себе только один включенный по умолчанию в систему управления базами данных тип, и это GUID (глобальный уникальный идентификатор).

Необходимо заметить, что все базовые типы данных могут иметь варианты различного по диапазону представления данных. Приведем пример: вариантами четырехбайтового типа данных integer могут быть восьмибайтовые (bigint) и двухбайтовые (smallint) типы данных.

Поговорим отдельно о базовом типе данных GUID. Этот тип предназначен для хранения шестнадцатибайтовых значений так называемого глобального уникального идентификатора. Все различные значения этого идентификатора генерируются автоматически при вызове специальной встроенной функции NewId (). Это обозначение происходит от полного английского словосочетания New Identification, что в переводе буквально и означает «новое значение идентификатора». Каждое генерируемое на конкретном компьютере значение идентификатора уникально в пределах всех производимых компьютеров.

GUID-идентификатор используется, в частности, для организации репликации баз данных, т. е. при создании копий каких-то уже имеющихся баз данных.

Такие GUID-идентификаторы могут быть использованы и разработчиками баз данных наравне с другими базовыми типами.

Промежуточное положение между типом GUID и другими базовыми типами занимает еще один специальный базовый тип – тип счетчика.

Для обозначения данных этого типа используется специальное ключевое слово Counter (x₀, ?x), что в буквальном переводе с английского и означает «счетчик». Параметр x₀ задает начальное значение, а ?x – шаг приращения.

Значения этого типа Counter обязательно являются целочисленными.

Необходимо отметить, что работа с этим базовым типом данных включает в себя ряд очень интересных особенностей. Например, значения этого типа Counter не задаются, как мы привыкли при работе со всеми другими типами данных, они генерируются по требованию, почти как для значений типа глобального уникального идентификатора. Также необычно, что тип счетчика может быть задан только при определении таблицы и только тогда! В программном коде этот тип использовать нельзя. Еще нужно помнить, что и при определении таблицы тип счетчика может быть задан исключительно для одного столбца.

Значения данных типа счетчик генерируются автоматически при вставки строк. Причем эта генерация проводится без повторений, так что счетчик всегда будет уникально идентифицировать каждую строку. Но это создает некоторые неудобства при работе с таблицами, содержащими данные типа счетчик. Если, например, данные в отношении, заданном таблицей, изменятся и их придется удалить или поменять местами, значения счетчика легко могут «спутать карты», особенно если работает неопытный программист. Приведем пример, иллюстрирующий подобную ситуацию. Пусть дана следующая таблица, представляющая какое-то отношение, в которую введены четыре строки:

Счетчик каждой новой строке автоматически дал уникальное имя.

И пусть теперь необходимо удалить вторую и четвертую строчки из таблицы, а потом добавить одну дополнительную строчку. Эти операции приведут к следующему преобразованию исходной таблицы:

Таким образом, счетчик удалил вторую и четвертую строчки вместе с их уникальными именами, а не стал «переприсваивать» их новым строчкам, как можно было ожидать. Причем изменить вручную значение счетчика система управления базами данных никогда не позволит, так же как она не позволит объявить в одной таблице несколько счетчиков одновременно.

Обычно счетчик используется как суррогатный, т. е. искусственный ключ в таблице.

Интересно знать, что уникальных значений четырехбайтового счетчика при скорости генерации одно значение в секунду хватит более чем на 100 лет. Покажем, как это подсчитано:

1 год = 365 дней * 24 ч * 60 с * 60 с < 366 дней * 24 ч * 60 с * 60 с < 2²⁵ с.

1 секунда > 2^-25 год.

2^4*8 значений / 1 значение/секунду = 2³² с > 2⁷ год > 100 лет.

Следующая глава >

Simple English Wikipedia, бесплатная энциклопедия

Интерфейс — это то, что пользователь использует ^[1] в операционной системе, чтобы заставить компьютер выполнять задачи, такие как написание документа или загрузка веб-страницы. Существует два типа интерфейсов: интерфейс командной строки (для краткости CLI) и графический интерфейс пользователя (для краткости GUI).

См. Интерфейс командной строки.

Интерфейсы командной строки просят пользователя вводить команды в текстовой среде, не допуская изображений, таких как изображение на экране справа. ^[2]

Например, если пользователь хочет, чтобы компьютер произнес «Hello World», он или она:

1. необходимо ввести, что сообщает компьютеру, что это команда (мы будем использовать «сказать»)
2. затем должен сказать компьютеру, что «сказать» («Hello World» в кавычках)
3. , затем нажмите Enter или Return, дав команду компьютеру: сказать «Hello World» , и компьютер напечатает Hello World .

Это трудно использовать для большинства людей, в основном потому, что, когда пользователю нужно выполнить длинную команду, он или она может пропустить одну или две буквы, поэтому компьютер показывает ошибку, и он или она должны делать все это снова, что может напрасно тратить часы.

См. Графический интерфейс пользователя.

Графический пользовательский интерфейс состоит не только из текста, но и из изображений. Первым компьютером, который сделал это, был Apple Lisa (1983).

Следующие операционные системы могут использовать графические пользовательские интерфейсы:

Поскольку в основных операционных системах (перечисленных выше) используются графические пользовательские интерфейсы, они доступны на каждом компьютере.Любой может по-прежнему легко использовать интерфейс командной строки на любом компьютере.

1. ↑ Интерфейсы предназначены не только для конечного пользователя (среднего пользователя компьютера), интерфейсы используют все!
2. ↑ В то время компьютеры еще могли делать хорошую графику. Возьмем для примера старые компьютерные игры. Если бы пользователь увидел автомобиль, вместо ASCII-арта, он, скорее всего, получил бы автомобиль, «нарисованный» на экране.
3. ↑ Linux — это не операционная система, а ядро ​​(ядро операционной системы).

Основные типы английских словарей

Классификация словарей .

Все словари делятся на лингвистические и энциклопедические словари. Энциклопедические словари описывают различные предметы, явления, людей и дают некоторые сведения о них. Лингвистические словари описывают словарные единицы, их семантическую структуру, их происхождение и использование. Слова обычно даются в алфавитном порядке.Лингвистические словари делятся на общих и специализированных. К общим словарям относятся два наиболее широко используемых словаря: толковый и переводной.

Специализированные словари включают словари синонимов, антонимов, словосочетаний, частотности слов, неологизмов, сленга, произношения, этимологических, фразеологических и других. Все типы словарей могут быть одноязычными (кроме переводных), если объяснение дается на одном языке, двуязычными, если объяснение дается на другом языке, а также они могут быть многоязычными.

Есть много толковых словарей (NED, SOD, COD, NID, N.G. Wylds Universal Dictionary и другие). В толковых словарях статья состоит из орфографии, транскрипции, грамматических форм, значений, примеров, фразеологии.

Словари перевода содержат слова и их эквиваленты на другом языке. Из общих словарей можно также отметить словари для учащихся. Они начали появляться во второй половине 20 века. Самый известный из них — Словарь для продвинутых учеников А.С. Хорнби. Это одноязычный словарь, основанный на COD, для продвинутых иностранных студентов и преподавателей языков. Дает данные о грамматической и лексической валентности слов. Также широко используются специализированные словари синонимов, один из которых — «Словарь английских синонимов и синонимических выражений» Р. Сула. Другой известный — Словарь синонимов Вебстера. Это словари на одном языке. Самый известный двуязычный словарь синонимов — English Synonyms, составленный Ю. Апресяном.

В 1981 г. был составлен «Лексикон современного английского языка Лонгмана», в котором слова представлены в 14 семантических группах повседневного характера.

Фразеологические словари описывают идиомы и разговорные выражения, пословицы. Некоторые из них содержат примеров из литературы.

Этимологические словари прослеживают современные слова до древнейших форм этих слов и форм этих слов в других языках. В словарях произношения записывается только произношение. Самым известным из них является «Словарь произношения» Д. Джонса.

Словари неологизмов — это: четырехтомное приложение к NED Бёрчфилда, Регистр Лонгмана новых слов / 1990 /, Словарь новых слов Блумсери / 1996 /.

логический результат = истина;
char capitalC = 'C';
байт b = 100;
короткий s = 10000;
int i = 100000;
 

// Число 26 в десятичном формате
int decVal = 26;
// Число 26 в шестнадцатеричном формате
int hexVal = 0x1a;
// Число 26 в двоичном формате
int binVal = 0b11010;
 

двойной d1 = 123,4;
// то же значение, что и d1, но в экспоненциальном представлении
двойной d2 = 1.234e2;
float f1 = 123.4f;
 

long creditCardNumber = 1234_5678_9012_3456L;
long socialSecurityNumber = 999_99_9999L;
float pi = 3.14_15F;
длинный hexBytes = 0xFF_EC_DE_5E;
длинные шестнадцатеричные слова = 0xCAFE_BABE;
длинный maxLong = 0x7fff_ffff_ffff_ffffL;
byte nybbles = 0b0010_0101;
длинные байты = 0b11010010_01101001_10010100_10010010;
 

//  Недействительно: нельзя ставить подчеркивания 
//  рядом с десятичной точкой 
поплавок pi1 = 3_.1415F;
//  Недействительно: нельзя ставить подчеркивания 
//  рядом с десятичной точкой 
float pi2 = 3._1415F;
//  Недействительно: нельзя ставить подчеркивания 
//  перед суффиксом L 
long socialSecurityNumber1 = 999_99_9999_L;

// ОК (десятичный литерал)
интервал x1 = 5_2;
//  Недействительно: нельзя ставить подчеркивания 
//  В конце литерала 
int x2 = 52_;
// ОК (десятичный литерал)
int x3 = 5_______2;

//  Недействительно: нельзя ставить подчеркивания 
//  в префиксе системы счисления 0x 
int x4 = 0_x52;
//  Недействительно: нельзя ставить подчеркивания 
//  в начале числа 
int x5 = 0x_52;
// ОК (шестнадцатеричный литерал)
int x6 = 0x5_2;
//  Недействительно: нельзя ставить подчеркивания 
//  в конце числа 
int x7 = 0x52_;