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12.01.2 Baum als Datenstruktur


CC-BY-NC-SA 3.0

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ich wollte so einen minimalenBaukasten in Datenstrukturenmitgebenwas hatten wir wir hatten dasPüreeeindimensionalzweidimensionaldreidimensionalbestimmen zu achtundneunzig dimensionalals diebisher billigste Datenstrukturdann habe ich was erzählt zu Warteschlangenqueuesmuss eine Queue eine Warteschlangeeine fast wie ein Eindimensionalraynur ich kann was in die Warteschlange stellen kann was aus der Warteschlange rausnehmenund erscheint dann auch nachfragen ob es in der Warteschlange steht das hatten wirim Seminarich hatte den Stackerwähntdem man sich wie einName sagt schon State vorstellen kann ?? gerne andersrum gemalt aber ich finde das man einfach den Stapel so rum vorzustellen?? Staffel der auf dem Tisch liegt ?? ich kann oben was drauflegenund das letzte was ich drauf gelegt habe kann ich wieder unternehmen und wenn das runter genommen ist das vorletzte Unternehmen und so weiter und so fort es Deck wäreeinvölliger Stuss erzähle?? last in first Auto last in first aus der letztere nicht rein lege diese erste Hilfe rausnehmenund Diktionistfirst in first ausder erste der Rhein geht sehr herauskommtwievor dem Schalter in der Warteschlangedas ?? ergänzen das was manvielleicht die Datenstruktur die man am häufigstensiehtman bisschen genauer hin gucktist der Baum??wareinBaum besteht aus Ton meinte dass man nicht mit dass wir das noch anders werden ??hörenein Baum besteht aus Knotenund aus Verbindung dazwischen wie gesagt kann ich mit mal das wird gleich noch anders werdenund zwar sodas es zwischenjedem Paar von Knoten genau einen Weg gibt und kein andererdas wäre kein Baumweil es zwischen den Knotenund den Knoten kein Weg gibtdas hier wäre kein Baumweil es zwischen den Knotenund den Knoten zwei Wege gibt sie können so gehen oder sie können so gehen ein Baum soll heißen zwischenzwei beliebigen Knoten egal welcheBanknoten sie nehmendie Piste zwischen eine und genau nur eine Verbindungsuper was ich hoffe das würdeein Baum das sieht für mich aus wie ein Baum darf keine Schleifen haben alles muss verbunden sein und es darf keine Schleifen gebendass sie erstmals fürInline noch nicht aus wie ein Baum was hat daszu tuntypischerweisegibt es einen bevorzugtenKnotendie Wurzelimmer noch nicht mit Malik strukturiert immer noch und ich ernenne einen dieser Knoten zur Wurzel zum Beispiel sehen wirden Knotenende nicht zur Wurzelund jetzt verbiete ich das ganze ein bisschennehmen sie den herumden hierist mir nur auf Knoten und ihre Verbindung angeht?? ich den einfachen bisschen rum gehen hierKnoten ihrer Verbindung stehen Beistrich rumundhoffentlich wird es allmählich deutlicher ein Baum ist das die Wurzel des Baumsunddie Knoten die dannkeine weiterenKinder mehr haben das wäreEls ein älterersingular ein Behälter für diesen Knotendieser Knoten wäre ein älter für diese Knoten wurden die keine Kinder mehr habensie die Blätterdas hier wäre die Wurzel gut?? soll Beistrich vermachen wird Beistrichdass sie wegmachen sodas ist die Wurzelich ernenne also einen von diesen Knoten typischerweise zur Wurzel des BaumesunsdieKnoten die keine Kinder haben das werden Blätterliefdas ist die übliche Schreibweise dann sieht es hoffentlich schon bisschen aus wie ein Baum in der Biologieman Martin allerdings in Informatik gerne falsch rum mit der Wurzel obenhören ich hoffe für ??gelassen im selben TextKommaso stellt man sie ?? vor aus der Wurzel verzweifelt weit verzweigtbis zu irgendwelchen Blättern hinnachher in der Praxis sieht man gerne anders auf gemalt in allen Informatikbüchernan Informatik Websitesan die Wurzel obenwozu obendie Wurzel oben und dann verzweigtesZweig dieser Baumdieser Knoten verzweigten zwei Blätterdieser Knoten hier verzweigt weiterhin zwei Blätterdieser Knotendervon der verzweigten zwei Blättern so sind sie das im typischen Informatiklehrbuchauf gemalt?? gibt sie noch mirdas doch kein plattes sondern dass sich der Knoten ist dennoch Kinder hat weiter dieser Knotennoch ein Blatt mehr und vielleicht ist dieser Knoten auch keinkein Blatt sondern hat auch noch Kinder und so weiter sofortSoma üblicherweisedie Baumstrukturnie habe ich die Wurzeldie hat ihr zwei Kinderdieses Kind links hat ein Kind das ist ein Blattdieses Kind keinen Platz hat aber zwei Kinder daswieder Wetter sind und so weiter sofort so sieht der Baum in der Informatik typischerweisesehen es gibt zwischen zwei beliebigenKnoten nehmen Siediesen Knoten und den Knoten zwischen zwei beliebigen Booten gibt es genau eine Verbindung eine Art von einer zum anderen zu kommengibt keine Löcher alle können verbunden werdenund es gibt keine Zyklennicht sowas hier können Sie mir Verbindung das macht den Raum auswozu Bäumesich fragenwozuin aller Welt brauche ich Bäumedie tauchehinter die Kulissen in Datenbankenauf um Datenbankenschnell zu durchsuchen?? man am Beispielplatzhaben Lückentext meines noch Einsatzbasis nicht rein amwenn es zum Beispieldarum gingeZahlen nach ihrer Größe zu unterteileneine Sammlung an Zahlen und ich möchtenach der Größesuchen können einer bestimmten Zahl schnell suchen können in der Sammlung dann kann ich meine Sammlung an Zahlen zum Beispiel so in einen Baum einteilengegenachtenfünfzighundert und dreials gegeben diese sieben Zahlenmöchte diesen sieben Zahlen schnell suchen können dann wäre ein Gedanke des sieben Zahlen so zu einem Baum strukturieren?? kann ich schnell suchen dennwenn ich eineswenn ich wissen will ob die Zahl achtundneunzigdrin steht fange oben an der Wurzel des Baums achtundneunziggrößer als zweiundvierzigdann suche ich rechts weiterund finde sofort die achtundneunzigokaygefundenwenn ich Frage ist diesiebzigin dem in dieser Sammlung von sieben Zahlen ist ?? siebzig Beistrichoben an siebzig ist größer zwei ?? vierzig if-Verzweigung?? rechts rechts stehen die größeren Zahl?? sie es kleiner als achtundneunzigverzweigten Regensbesteht heute fünfzig die siebzig ist also nicht drinder Baum ist so gebautdass ich immer alles was kleiner ist als die Wurzel links habe und alles was größer ist als die Wurzel rechts habe und dassbei jeder Verzweigungdes Erlaubnis sehr schnell zu suchen ob diesem Fall bestimmt die ganze Zahl enthalten ist oder nichtdass es mit sieben Zahlen ziemlich schwachsinnig stellen sich vor sie haben einenetwas vernünftigenDatenbestandMillionennicht gerade Milliarden oder Millionenvon von Daten zu verwaltendann entstünde auf der untersten Ebeneauch mit John Smith die Hälfte davon gleich eine Million Daten immer sowas eine Million Daten ?? auf der untersten Ebene zumindest fünf hundert tausend ??wenn Sie wissen wollen ob was bestimmtes drin steht eine schlechte Idee diese eine Million Daten alle zu Fuß einzeln durchzuguckenwenn die so einsortierthaben ein Baumkönnte viel schneller durch guckenmit dem ersten Schritt hätten sie schonfünf hundert tausend erledigt von der einen Million mit dem nächsten Schritt hätten sie schon zwo hundert fünfzig tausend erledigt von der Einmündung bei diesemganzen Bereich noch hundert fünfzig tausend stehen und so weiter und sofort wird nach jedem Schritt nur noch die Hälfte habeich müssen nicht eine Million Vergleiche machen sondern noch den Logarithmus aus einemalsosowas kommt vorbeizum Beispiel bei Suchmaschinen Beistrich suchen Indizierunghinter den Kulissen sobald sie irgendeine Suchanfrage stellt garantiert im Hintergrund irgend so eine Art Baumdas sie wäre ein binärer Baum bei der immer zwei Verzweigungen hatganz klassische Art von Baum irgend ein Baum dieser Art steckt hinter allen möglichensuchenund suchen zu beschleunigen dass ich nichtder sich vor GooglePunkt nicht Milliarden Webseiten zu Fuß durchnach jeder Anfrage das wäre absurd sondern die werden auch in seiner Baumstruktur haben um mit wenigenTestsschnell ein Resultat zuda sind sie wollenPunkt zwei wo sie Bäume sehen sind in Dateisystemhat sich so eingebürgert ?? ist das DateisystemeKomma die strukturiert sindsie einfach den Windows Explorer aufmachenund hierdie OrdneransichtAnschalten sehen Sie ein Baumdie Wurzel ist jetzt bei mir der Desktopdas ist die Wurzel und der hat mehrereKinderlobbysanscheinend ein Kind öffentlich ein Kind Computer ist ein Kind und so weiter Netzwerksystemschon das sind alles Kinderdie sehen in dieses eine Kind Komma schon reinkucken was ist unter diesem Kinddrinnendie ganzenDatenträgerin diesem Kinds gibt esdiverseOrdneralsokleines Nist ein Kind von Demos und Demosist ein Kind von Textdesktopwelche Kinder hatte kleines Ndas sind die Kinder von Eckwerteseninsbesondere kommt jetzt da wieder reinguckeneinsein Knoten dein Kind von einem Kind von einem Kind diesen Sinn was in den Knotendas sind dannsinnvollerweiseBlätter die einzelnen Dateien sind Blätter da gibt's dann nicht mehr Weitersaisonsogar trotzdem probieren dasauf zu malen und um klarzumachen dass dasmiteinander zu tun hatPunktzweitersoalso was ist meine Wurzel die Wurzel ist dennder Desktop ist meine Wurzeldarin gibt esein Kind das einzigmir es gibt ein Kind das nennt sich öffentlichich mir das nur zusammenerda gibt es ein Kinderfass Computer und so weiter und so weiter und irgendwo gibt es ein Kind das heißt Demosund so weiterin den Kinddemosgibt es einst das Haus querFanundandereDemo Songs vom immerund so weiter und so weiterin diesem Kind kleines N gibt es einKind das heißt die Buckund so weiter und sofortdurch das ganze Dateisystem strukturiert?? ein Ort einordnen ?? aber das ist eigentlich Informatik ein BaumseineHierarchie wird automatischein Baum ganz klassisch Anwendung von Dateien von von Bäumen Punkt das ist der zweite große?? Punktan dem sie Bäume sehen sobald sie mit Dateisystemenzu tun habenan mit Bäumen zu tun