Grundlagen der Programmierung: Datenstrukturen

Einfache Datenstrukturen

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Sobald sich bestimmte Werte gruppieren lassen, spricht man von Datensätzen. Diese bestehen in der Regel aus einer gleichbleibenden Anzahl von Feldern, die in derselben Reihenfolge stehen.

Transkript

Am ersten Tag, wenn Sie programmieren lernen, quasi in der ersten Stunde, arbeiten Sie mit Variablen. Sie arbeiten mit Strings, Integers, Floats, Boolean, was Sie wollen. Sogar, wenn Sie mit einer Sprache arbeiten, in der Sie diese Datentypen nicht extra definieren müssen. Ich denke, dass Ihnen das Konzept dahinter durchaus vertraut ist. Ich werde im Folgenden mit Pseudocode arbeiten. Das sieht ein bisschen aus wie C. Tatsächlich ist es mir aber völlig egal, ob da am Ende ein Semikolon steht. Groß- und Kleinschreibung ist auch nicht wirklich ausschlaggebend. Würden Sie diesen Code nehmen und versuchen, ihn in Eclipse, Visual Studio oder in XCode zu kompilieren, wäre das wahrscheinlich nicht von Erfolg gekrönt. Das, worum es mir hier geht, ist ein Häppchen an Informationen. Also die Idee einer Variable mit diesen Häppchen an Daten dahinter. Sogar bei diesem einfachsten Code wird relativ schnell klar, dass bestimmte Häufchen zusammengehören. Spätestens dann, wenn sich diese Haufen wiederholen. Sie können Sie von der Gestaltung der Schrift durchaus voneinander abgrenzen. Sie können sie auch mit Kommentaren versehen, damit klar wird, dass es sich damit um zusammengehörende Teile handelt. Aber Sie könnten, so wie es im Moment ist, einfach eine Variable hinzufügen und kein Compiler dieser Welt würde sich beschweren oder würde versuchen, einen Namen oder einen Dateitypen zu vergeben. Und genau das ist das Problem oder das macht Datenstrukturen zu dem, was für uns so wichtig ist. Eine Datenstruktur ist eine systematische Organisation der Daten. Das heißt, dass ganz bewusst bestimmte Variablen gruppiert werden und somit zu einer Einheit gemacht werden. Kleiner Exkurs zum Thema Terminologie: Würde ich eine Klasse von Informatikern unterrichten, dann wäre die unspezifische Bezeichnung das Konzept der bewussten gemeinsamen Gruppierung von Werten. Das wäre ein Datensatz. In den Computerwissenschaften ist ein Datensatz lediglich ein Wert, der einen anderen Wert beinhaltet. Wenn wir also Werte gruppieren, dann gruppieren wir Informationen. Das können dann wie hier Transaktionen auf einem Bankauszug sein oder Angestellte eines Telefonverzeichnisses oder hier: Bücher in einem Bücherkatalog. So ein Eintrag wird Datensatz genannt. So ein Datensatz beinhaltet unterschiedliche Felder. Das heißt, ich habe oben zum Beispiel ein Feld für das Datum, eins für den Preis, eins für den Überweiser. Oder bei den Büchern: ein Feld für den Titel, ein Feld für den Preis. Falls Sie sich mit relationalen Datenbanken auskennen, werden Sie jetzt wahrscheinlich sagen: Das sind doch eigentlich Spalten und Reihen. Und Sie haben irgendwie recht. Wären wir nämlich in einer relationalen Datenbank, dann wären das tatsächlich Spalten und Reihen. Wir sind aber nicht in einer relationalen Datenbank. sondern wir sprechen über ein sehr allgemeines Programmierkonzept. Da haben wir dann eben Datensätze, die Felder beinhalten. Typischerweise wird ein Datensatz mit einer eindeutigen Anzahl an Feldern definiert und diese Felder erscheinen immer in derselben Reihenfolge. Darum geht's. Weil Sie Begriffe wie Datensatz und Feld im Inhaltsverzeichnis jedes Buchs über Computerwissenschaften finden werden, oder weil einfach darüber gesprochen wird. Nur deshalb decke ich diese Begrifflichkeiten ab. In vielen alltäglichen Einsätzen, im Programmieralltag, verwenden wir diese Begriffe, Datensatz und Feld, eher nicht mehr, weil sie einen Hauch zu allgemein sind. Darum werde ich die Begriffe Datensatz und Feld im weiteren Verlauf auch nicht mehr unbedingt verwenden. Ebensowenig werde ich für die, die tiefer in die Materie eintauchen wollen, das mathematische Äquivalent verwenden, was der Begriff Tuple wäre. Sie werden gelegentlich diesen Begriffen begegnen oder über sie lesen. Ein mathematisches Tuple ist eine gruppierte Sammlung von Elementen. Genau darum geht es hier. Dinge zu gruppieren, um ihnen eine Struktur zu geben. Denken Sie an die Bezeichnung Triple für eine Dreiheit. Quadrupel für Vier, Quintupel für Fünf, Sextupel für Sechs, Septupel, Oktupel, Daher kommt also der Begriff Tuple. Eine gruppierte Abfolge von Elementen. Aber wir haben hier unser Augenmerkt nicht auf einem mathematischen Fokus. Ich werde das Wort Tuple deswegen auch nicht mehr verwenden. Exkurs beendet. Solche Terminologieabzweigungen werden Sie immer wieder haben. Für jetzt zurück zu diesem Spezifischeren. Datensätze und Felder sind also die Kernelemente, um die es geht. Oder anders ausgedrückt: Es geht um Werte, mit denen wir weiterarbeiten wollen und diese Werte gehören bestimmten Datentypen an. Oder enthalten selbst wieder weitere Werte. Datensätze und Felder sind aber nur Ideen, die erst durch die jeweilige Programmiersprache Körper bekommen.

Grundlagen der Programmierung: Datenstrukturen

Erhalten Sieeinen klaren Eindruck von Datenstrukturen und deren Eigenheiten und verstehen, wie Sie diese am besten einsetzen können – ganz unabhängig von den einzelnen Programmiersprachen.

2 Std. 51 min (29 Videos)
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