In questo articolo impareremo a conoscere ADT, ma prima di capire cos'è ADT consideriamo i diversi tipi di dati integrati che ci vengono forniti. I tipi di dati come int, float, double, long, ecc. sono considerati tipi di dati incorporati e con essi possiamo eseguire operazioni di base come addizione, sottrazione, divisione, moltiplicazione, ecc. Ora potrebbe verificarsi una situazione in cui abbiamo bisogno di operazioni per il nostro tipo di dati definito dall'utente che devono essere definite. Queste operazioni possono essere definite solo come e quando le richiediamo. Quindi, per semplificare il processo di risoluzione dei problemi, possiamo creare strutture di dati insieme alle loro operazioni e tali strutture di dati che non sono integrate sono note come Abstract Data Type (ADT).

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Abstract Data type (ADT) è un tipo (o classe) per oggetti il ​​cui comportamento è definito da un insieme di valori e un insieme di operazioni. La definizione di ADT menziona solo quali operazioni devono essere eseguite ma non come tali operazioni verranno implementate. Non specifica come verranno organizzati i dati in memoria e quali algoritmi verranno utilizzati per implementare le operazioni. Si chiama astratto perché fornisce una visione indipendente dall'implementazione.

Il processo di fornire solo l’essenziale e nascondere i dettagli è noto come astrazione.

L'utente di Quindi un utente deve solo sapere cosa può fare un tipo di dati, ma non come verrà implementato. Pensa ad ADT come a una scatola nera che nasconde la struttura interna e il design del tipo di dati. Ora definiremo tre ADT e precisamente Elenco ADT, Coda ADT.

1. Elenco ADT

Vie di lista

• I dati vengono generalmente memorizzati in sequenza di tasti in un elenco che ha una struttura principale composta da contare , puntatori E indirizzo della funzione di confronto necessario per confrontare i dati nell'elenco.
• Il nodo dati contiene il puntatore a una struttura dati e a puntatore autoreferenziale che punta al nodo successivo nell'elenco.
• IL Elenca le funzioni ADT è riportato di seguito:
• get() – Restituisce un elemento dalla lista in qualsiasi posizione.
• insert() – Inserisci un elemento in qualsiasi posizione della lista.
• rimuovi() – Rimuove la prima occorrenza di qualsiasi elemento da un elenco non vuoto.
• rimuoviAt() – Rimuove l'elemento in una posizione specificata da un elenco non vuoto.
• replace() – Sostituisce un elemento in qualsiasi posizione con un altro elemento.
• size() – Restituisce il numero di elementi nell'elenco.
• isEmpty() – Restituisce vero se la lista è vuota, altrimenti restituisce falso.
• isFull() – Restituisce vero se l'elenco è pieno, altrimenti restituisce falso.

2. Impilare l'ADT

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Vista della pila

• Nell'implementazione Stack ADT invece di archiviare i dati in ciascun nodo, viene archiviato il puntatore ai dati.
• Il programma alloca memoria per il dati E indirizzo viene passato allo stack ADT.
• Il nodo head e i nodi dati sono incapsulati nell'ADT. La funzione chiamante può vedere solo il puntatore allo stack.
• La struttura head dello stack contiene anche un puntatore a superiore E contare del numero di voci attualmente nello stack.
• push() – Inserisci un elemento a un'estremità dello stack chiamato top.
• pop() – Rimuove e restituisce l'elemento in cima allo stack, se non è vuoto.
• peek() – Restituisce l'elemento in cima allo stack senza rimuoverlo, se lo stack non è vuoto.
• size() – Restituisce il numero di elementi nello stack.
• isEmpty() – Restituisce vero se lo stack è vuoto, altrimenti restituisce falso.
• isFull() – Restituisce vero se lo stack è pieno, altrimenti restituisce falso.

3. ADT coda

Vista della coda

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• Il tipo di dati astratti della coda (ADT) segue la struttura di base del tipo di dati astratti dello stack.
• Ogni nodo contiene un puntatore void al dati e il puntatore di collegamento all'elemento successivo nella coda. La responsabilità del programma è allocare memoria per la memorizzazione dei dati.
• enqueue() – Inserisci un elemento alla fine della coda.
• dequeue() – Rimuove e restituisce il primo elemento della coda, se la coda non è vuota.
• peek() – Restituisce l'elemento della coda senza rimuoverlo, se la coda non è vuota.
• size() – Restituisce il numero di elementi nella coda.
• isEmpty() – Restituisce vero se la coda è vuota, altrimenti restituisce falso.
• isFull() – Restituisce true se la coda è piena, altrimenti restituisce false.

Caratteristiche dell'ADT:

I tipi di dati astratti (ADT) sono un modo per incapsulare i dati e le operazioni su tali dati in una singola unità. Alcune delle caratteristiche principali degli ADT includono:

• Astrazione: Non è necessario che l'utente conosca l'implementazione della struttura dati, vengono forniti solo gli elementi essenziali.
• Migliore concettualizzazione: L'ADT ci offre una migliore concettualizzazione del mondo reale.
• Robusto: Il programma è robusto e ha la capacità di rilevare errori.
• Incapsulamento : gli ADT nascondono i dettagli interni dei dati e forniscono un'interfaccia pubblica affinché gli utenti possano interagire con i dati. Ciò consente una più semplice manutenzione e modifica della struttura dei dati.
• Astrazione dei dati : Gli ADT forniscono un livello di astrazione dai dettagli di implementazione dei dati. Gli utenti devono solo conoscere le operazioni che possono essere eseguite sui dati, non come tali operazioni vengono implementate.
• Indipendenza della struttura dei dati : Gli ADT possono essere implementati utilizzando diverse strutture dati, come array o elenchi collegati, senza influire sulla funzionalità dell'ADT.
• Nascondere informazioni: Gli ADT possono proteggere l'integrità dei dati consentendo l'accesso solo agli utenti e alle operazioni autorizzati. Ciò aiuta a prevenire errori e usi impropri dei dati.
• Modularità : Gli ADT possono essere combinati con altri ADT per formare strutture dati più grandi e complesse. Ciò consente una maggiore flessibilità e modularità nella programmazione.

Nel complesso, gli ADT forniscono un potente strumento per organizzare e manipolare i dati in modo strutturato ed efficiente.

I tipi di dati astratti (ADT) presentano numerosi vantaggi e svantaggi che dovrebbero essere considerati quando si decide di utilizzarli nello sviluppo di software. Ecco alcuni dei principali vantaggi e svantaggi dell’utilizzo degli ADT:

Vantaggi:

• Incapsulamento : Gli ADT forniscono un modo per incapsulare dati e operazioni in una singola unità, semplificando la gestione e la modifica della struttura dei dati.
• Astrazione : Gli ADT consentono agli utenti di lavorare con strutture dati senza dover conoscere i dettagli di implementazione, il che può semplificare la programmazione e ridurre gli errori.
• Indipendenza della struttura dei dati : Gli ADT possono essere implementati utilizzando diverse strutture di dati, che possono facilitare l'adattamento alle mutevoli esigenze e requisiti.
• Nascondere le informazioni : Gli ADT possono proteggere l'integrità dei dati controllando l'accesso e impedendo modifiche non autorizzate.
• Modularità : Gli ADT possono essere combinati con altri ADT per formare strutture dati più complesse, che possono aumentare la flessibilità e la modularità della programmazione.

Svantaggi:

• In testa : L'implementazione degli ADT può comportare un sovraccarico in termini di memoria ed elaborazione, che può influire sulle prestazioni.
• Complessità : Gli ADT possono essere complessi da implementare, soprattutto per strutture dati grandi e complesse.
• Apprendimento Curva: l'utilizzo degli ADT richiede la conoscenza della loro implementazione e utilizzo, il cui apprendimento può richiedere tempo e impegno.
• Flessibilità limitata: Alcuni ADT potrebbero avere funzionalità limitate o potrebbero non essere adatti a tutti i tipi di strutture dati.
• Costo : L’implementazione degli ADT può richiedere risorse e investimenti aggiuntivi, che possono aumentare i costi di sviluppo.

Nel complesso, i vantaggi degli ADT spesso superano gli svantaggi e sono ampiamente utilizzati nello sviluppo di software per gestire e manipolare i dati in modo strutturato ed efficiente. Tuttavia, è importante considerare le esigenze e i requisiti specifici di un progetto quando si decide se utilizzare gli ADT.

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Da queste definizioni possiamo vedere chiaramente che le definizioni non specificano come verranno rappresentati questi ADT e come verranno eseguite le operazioni. Possono esserci diversi modi per implementare un ADT, ad esempio l'ADT elenco può essere implementato utilizzando array, elenchi collegati singolarmente o elenchi collegati doppiamente. Allo stesso modo, l'ADT stack e l'ADT coda possono essere implementati utilizzando array o elenchi collegati.