木構造(ツリー構造)とは？階層的なデータを表現するためのデータ構造
プログラミングにおいて、データを整理して効率的に処理するために、データ構造という概念が用いられます。その一つが「木構造(ツリー構造)」です。
木構造は、階層的なデータを表現するためのデータ構造であり、根から葉に向かって広がっていく形状をしています。このような形状を持つことから「木構造」と呼ばれます。
木構造は、複数のノード(node)とエッジ(edge)から構成されています。ノードとは、木構造上の位置を表すための点であり、エッジとは、ノード同士を結ぶ線のことです。
例えば、ファイルシステムの階層構造やHTMLのタグ構造など、階層的なデータを表現する際によく用いられます。
木構造の例：ファイルシステム
木構造の一例として、ファイルシステムを挙げてみましょう。以下は、Windowsの場合のファイルシステムの一部を木構造で表現したものです。
“`
C:（ルート）
├─ Windows
│ ├─ system32
│ └─ …
├─ Users
│ ├─ user1
│ │ ├─ Documents
│ │ └─ …
│ ├─ user2
│ └─ …
├─ Program Files
│ ├─ Google
│ └─ …
└─ …
“`
上記のように、ルートとなるC:を根、フォルダをノード、フォルダ同士をつなぐ線をエッジとして、木構造で表現しています。
木構造の特徴
木構造には、以下のような特徴があります。
– 階層的なデータを表現するためのデータ構造である
– 根から葉に向かって広がる形状をしている
– 同じ親を持つノード同士は兄弟関係にある
– 一つのノードに対して、複数の子ノードを持つことができる
– 葉と呼ばれるノードは、子ノードを持たない
木構造の応用例
木構造は、階層的なデータを扱うプログラムを実装する際に重宝されます。代表的な応用例を以下に挙げてみます。
– ファイルシステム
– HTMLのタグ構造
– XMLの構造
– データベースのインデックス構造
まとめ
木構造は、階層的なデータを表現するためのデータ構造であり、プログラミングにおいてよく用いられます。ファイルシステムやHTMLのタグ構造など、日常的に触れることの多いものにも使用されています。木構造を理解することで、より効率的なプログラムを実装することができるでしょう。
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