Cos'è un albero di ricerca?

Un albero di ricerca è una struttura di dati utilizzata nella programmazione del computer per contenere e organizzare un elenco di dati. Ogni albero di ricerca è composto da un set di nodi ordinato. Questi nodi possono essere collegati a zero o piùAltri nodi. I singoli nodi contengono alcuni dati e collegamenti a qualsiasi altro nodo. I dati contenuti nei nodi dell'albero sono molto spesso ordinati in qualche modo per consentire algoritmi efficienti di cercare,Inserire e rimuovere facilmente i nodi.

I nodi di un albero di ricerca sono descritti con quattro termini importanti. La parte superiore di un albero, in cui si trova il primo nodo, è chiamata radice.Se un nodo contiene collegamenti ai sotto-nodi, quel nodo è noto come genitore. I nodi che sono sotto il genitore sono chiamati figli e qualsiasi nodo che non ha nodi figlio lo èchiamato una foglia. Quindi, viene identificato un nodo radicale perché non ha un genitore e i nodi fogliari non avranno figli.

Un programma è in grado di muoversi attraverso un albero alla ricerca di dati iniziando da un determinato nodo, eseguendo un controllo condizionale e quindi passando al nodo logico successivo se i dati richiesti non sono presenti. A seconda della struttura dei datiUtilizzato, questa ricerca può richiedere una quantità di tempo variabile. Se l'albero di ricerca è organizzato durante il processo di aggiunta e rimozione di nodi, la ricerca può essere molto veloce. Quando un albero èassemblato in modo casuale, non è orientato o consente più genitori, la ricerca può richiedere molto tempo.

Un fattore che influisce sull'uso degli alberi di ricerca è il problema dell'equilibrio. Un albero equilibrato èuno in cui entrambi i figli destro e sinistro del nodo radicale contengono o la stessa profondità dei nodi figli o si trovano all'interno di un conteggio di un nodo l'uno dall'altro. La profondità di un albero è il numero di nodi dala foglia più bassa di un albero alla radice. Un albero sbilanciato potrebbe avere tutti i nodi su un solo lato o avere tutti i nodiOrganizzato in modo lineare senza rami. Quando la profondità di un albero aumenta, la velocità degli algoritmi di ricerca può diminuire drasticamente.

Esistono alcuni tipi di alberi di ricerca che sono descritti come auto-bilanciamento.Questi alberi usano operazioni come la rotazione dell'albero per aiutare a mantenere l'equilibrio preservando l'ordine dei dati nelle foglie. Sebbene l'esecuzione delle rotazioni dell'albero possa rallentare un programma durante l'aggiunta e la rimozione di nodi,Questo è contrastato dalla velocità con cui i dati possono essere recuperati.

Sebbene ci siano molti tipi di alberi di ricerca, la struttura dei dati dell'albero più comune è un albero di ricerca binaria. Questo tipo di dati è costituito da nodi che ciascuno ha zeroa due nodi figlio. Esiste un solo nodo radicale e tutte le foglie nell'albero sono ordinate da sinistra a destra in valori ascendenti in base ai dati che tengono. MoltiEsistono algoritmi per alberi di ricerca binari che possono rendere i dati di ordinazione molto semplici.

Non esiste un singolo standard implementazione per nodi dell'albero di ricerca. I nodi possono essere rappresentati da un'ampia varietà di strutture di dati. È possibile utilizzare array di array, così come si potrebbe moltiplicare elenchi collegati. Spesso, un albero di ricerca utilizza un'usanzaStruttura dei dati progettata per aiutare nel completamento delle operazioni necessarie richieste dal programma. Alcune librerie di programmazione standard includono anche le proprie implementazioni interne di alberi di ricerca.