Khi chúng ta nói về cấu trúc dữ liệu, khái niệm về bộ đồ. Thuật ngữ này, được sử dụng rộng rãi trong toán học, lập trình và cơ sở dữ liệu, là chìa khóa để hiểu cách các ngôn ngữ hiện đại quản lý các nhóm thông tin. Trong bài viết này, chúng ta sẽ khám phá sâu hơn tuple là gì, đặc điểm của nó và cách chúng được sử dụng trong các ngôn ngữ lập trình khác nhau như Python, Visual Basic và thậm chí trong cơ sở dữ liệu quan hệ.
Về bản chất, một bộ dữ liệu là một thứ tự các giá trị. Tuy nhiên, không giống như các loại bộ sưu tập khác như danh sách, nó có một điểm đặc biệt khiến nó khá hữu ích trong một số trường hợp nhất định: bất biến. Điều này có nghĩa là, sau khi được tạo, các phần tử tạo nên bộ dữ liệu không thể bị thay đổi. Tính năng này đặc biệt hiệu quả khi chúng ta muốn đảm bảo rằng dữ liệu không bị thay đổi một cách vô tình hay cố ý. Nhưng trước khi đi sâu vào cách sử dụng và đặc điểm của nó, sẽ rất hữu ích nếu bạn hiểu nguồn gốc và lý do thuật ngữ của nó.
Nguồn gốc và khái quát hóa của bộ dữ liệu
El término bộ đồ bắt nguồn từ sự khái quát hóa toán học của các thuật ngữ như bộ đôi (hai yếu tố), gấp ba (ba yếu tố), v.v. Từ đó, người ta đã xác định được rằng một chuỗi các n phần tử (n là số nguyên) được gọi là a n-tuple, như một cách nhóm các số liệu hoặc dữ liệu. Tên này được mở rộng để sử dụng trong lập trình và toán học, vì các bộ dữ liệu cho phép làm việc với một số phần tử hữu hạn, duy trì chúng. trật tự và cấu trúc.
Trong toán học, bộ dữ liệu Chúng cũng có thể được coi là sự xây dựng của các cặp có thứ tự, trong đó một tập hợp đầu vào có thể được xác định bởi các lớp nhóm khác nhau. Bằng cách này, một n-tuple với nhiều hơn hai phần tử, nó có thể được biểu diễn dưới dạng một cặp có thứ tự của mục đầu tiên và một bộ con chứa các mục còn lại. Ý tưởng tổ chức này đã được chuyển sang thế giới lập trình, nơi bộ dữ liệu Chúng là một công cụ cực kỳ mạnh mẽ và linh hoạt.
Các tính năng chính của Tuples
các bộ dữ liệu Chúng được xác định bởi một loạt các đặc điểm khiến chúng trở nên độc đáo so với các cấu trúc dữ liệu khác:
- Tính bất biến: Sau khi được tạo, không thể sửa đổi các thành phần của bộ dữ liệu. Điều này có nghĩa là chúng ta không thể gán lại giá trị cho một vị trí cụ thể trong bộ dữ liệu. Ví dụ: nếu một bộ chứa giá trị 3 trong phần tử đầu tiên của nó, nó sẽ tiếp tục giữ giá trị đó trong suốt thời gian tồn tại của nó.
- Đặt hàng: Các phần tử trong một bộ dữ liệu được lưu trữ theo một thứ tự cụ thể. Không giống như nhiều bộ sưu tập khác, chẳng hạn như bộ, thứ tự các phần tử được nhập vào không phải là ngẫu nhiên. Thứ tự rất quan trọng và sẽ được tôn trọng bất cứ khi nào chúng ta tương tác với bộ dữ liệu.
- Các loại khác nhau: Không giống như các kiểu dữ liệu khác như mảng, bộ dữ liệu có thể chứa các phần tử thuộc các kiểu khác nhau. Việc một bộ dữ liệu bao gồm cả số nguyên, chuỗi và boolean là hoàn toàn có thể chấp nhận được.
- Truy cập thông qua các chỉ mục: Giống như danh sách, bộ dữ liệu cho phép truy cập vào các phần tử riêng lẻ của chúng thông qua các chỉ mục. Các chỉ số này thường bắt đầu từ số 0. Hơn nữa, vì các bộ dữ liệu là có thể so sánh, có thể xác minh mối quan hệ giữa chúng dựa trên giá trị các phần tử của chúng.
Những đặc điểm này làm cho bộ dữ liệu Chúng lý tưởng cho các tình huống mà chúng ta cần nhóm dữ liệu không đồng nhất và đảm bảo rằng nó không vô tình thay đổi trong quá trình thực hiện chương trình. Ví dụ: một bộ dữ liệu sẽ là lựa chọn thích hợp để lưu trữ tọa độ (x, y) trong một mặt phẳng, vì các giá trị đó không được thay đổi sau khi được xác định.
Sử dụng bộ dữ liệu trong ngôn ngữ lập trình
Bộ dữ liệu trong Python
Trong Python, bộ dữ liệu Chúng là một cấu trúc dữ liệu rất linh hoạt và được sử dụng rộng rãi. Chúng được xác định bằng dấu ngoặc đơn () và ngăn cách các phần tử bằng dấu phẩy. Một điểm đặc biệt của các bộ dữ liệu trong Python là, ngoài tính bất biến, chúng có thể chứa các phần tử thuộc nhiều loại khác nhau:
>>> t = (1, 'dos', 3)Trong ví dụ này, chúng ta có một bộ đồ với ba phần tử: một số nguyên, một chuỗi văn bản và một số nguyên khác. Nếu chúng ta cố gắng sửa đổi một trong các phần tử của nó, chẳng hạn như gán lại giá trị của số đầu tiên, Python sẽ trả về lỗi:
>>> t[0] = 'uno'Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module>TypeError: 'tuple' object does not support item assignmentViệc không thể sửa đổi các bộ dữ liệu là điều khiến chúng trở thành những yếu tố rất hữu ích khi chúng ta muốn bảo vệ dữ liệu của mình khỏi những sửa đổi vô tình.
Các thao tác với bộ dữ liệu trong Python
Một số thao tác chúng ta có thể thực hiện với bộ dữ liệu trong Python tương tự như các thao tác chúng ta có thể thực hiện với danh sách:
- Truy cập thông qua các chỉ mục: Chúng ta có thể truy cập các phần tử của một bộ dữ liệu bằng cách sử dụng chỉ mục tương ứng của nó. Như đã đề cập, việc chỉ số trong Python chúng bắt đầu từ 0.
- Cắt lát hoặc cắt lát: Có thể trích xuất các phần của bộ dữ liệu bằng phương thức lát. Ví dụ: chúng ta có thể thu được một bộ dữ liệu con với các phần tử ở vị trí 1 và 2 của bộ dữ liệu mà chúng ta đã tạo trước đó:
>>> t[1:3]Kết quả sẽ là một bộ dữ liệu mới với các phần tử:
('hai', 3)
Thao tác tuple: Mặc dù các bộ dữ liệu là bất biến và chúng ta không thể thay đổi trực tiếp các phần tử của chúng, nhưng có thể gán lại bộ dữ liệu cho một biến mới hoặc kết hợp nhiều bộ dữ liệu để tạo một bộ dữ liệu mới. Ví dụ: chúng ta có thể thêm hai bộ dữ liệu bằng toán tử +:
>>> t = (1, 2) + (3, 4)>>> t(1, 2, 3, 4)Bộ dữ liệu trong cơ sở dữ liệu quan hệ
Trong lĩnh vực cơ sở dữ liệu, một bộ đồ là một hàng trong bảng cơ sở dữ liệu quan hệ. Mỗi cột trong bảng chứa một giá trị liên quan đến bộ dữ liệu.
Ví dụ: trong bảng trình phát trò chơi điện tử, mỗi hàng có thể biểu thị một bộ dữ liệu có cấu trúc sau:
(Jugador: 'Luis', Puntuación: 25)
Ở đây, bộ dữ liệu chứa hai giá trị: tên của người chơi và điểm của anh ta. Trong ngữ cảnh này, các bộ dữ liệu rất hữu ích vì chúng cho phép các loại dữ liệu khác nhau (chẳng hạn như chuỗi và số nguyên, như chúng ta đã thấy) được liên kết một cách nhất quán.
Ví dụ về Tuple nâng cao
Trong một số ngôn ngữ lập trình, chẳng hạn như Visual Basic, có thể dễ dàng tạo các bộ dữ liệu bằng cách sử dụng dấu ngoặc đơn và một tập hợp các giá trị được phân tách bằng dấu phẩy. Ngoài ra, Visual Basic cho phép sử dụng bộ dữ liệu được đặt tên, điều này cho phép chúng ta gán tên linh hoạt cho từng phần tử trong một bộ dữ liệu.
Ví dụ, một bộ hai phần tử có thể là giá trị boolean và chuỗi văn bản:
Dim holiday = (#07/04/2017#, "Independence Day", True)Trong trường hợp này, một bộ ba phần tử đã được tạo trong đó phần tử đầu tiên là ngày, phần tử thứ hai là một chuỗi và phần tử thứ ba là giá trị boolean.
Bộ dữ liệu và hiệu quả của chúng
Một khía cạnh khác cần lưu ý là các bộ dữ liệu, không thay đổi được, tương đối hiệu quả hơn về mặt thời gian và bộ nhớ so với danh sách. Điều này là do không thay đổi nên ngôn ngữ lập trình không phải quản lý cấu trúc bên trong của nó theo cách tương tự như với một danh sách có thể thay đổi. Đây là lý do tại sao bộ dữ liệu được ưu tiên sử dụng khi cần hiệu quả cao hơn hoặc khi dữ liệu không bị sửa đổi.
Chuyển đổi giữa danh sách và bộ dữ liệu
Cuối cùng, trong nhiều ngôn ngữ lập trình có thể chuyển đổi một danh sách thành một bộ đồ và ngược lại. Trong Python, điều này có thể được thực hiện dễ dàng bằng cách sử dụng các hàm được xác định trước tuple () y danh sách().
>>> l = [1, 2, 3]>>> t = tuple(l)>>> t(1, 2, 3)Tương tự, chúng ta có thể chuyển đổi một bộ dữ liệu thành một danh sách:
>>> t = (1, 2, 3)>>> l = list(t)>>> l[1, 2, 3]Tính linh hoạt này cho phép chúng ta sử dụng cấu trúc dữ liệu phù hợp nhất trong từng trường hợp, tùy theo nhu cầu của chương trình.
Nói ngắn gọn, bộ dữ liệu Chúng là một công cụ thiết yếu trong việc lập trình và xử lý dữ liệu phức tạp. Nhờ tính bất biến và khả năng nhóm dữ liệu không đồng nhất, chúng là một cấu trúc cực kỳ hữu ích trong nhiều bối cảnh khác nhau, từ tối ưu hóa thuật toán đến biểu diễn dữ liệu trong cơ sở dữ liệu quan hệ. Nếu bạn cần một kiểu dữ liệu không thay đổi trong quá trình thực hiện chương trình của mình thì bộ dữ liệu là một lựa chọn tuyệt vời.