list data type

Üdvözlöm, Ön a list data type szó jelentését keresi. A DICTIOUS-ban nem csak a list data type szó összes szótári jelentését megtalálod, hanem megismerheted az etimológiáját, a jellemzőit és azt is, hogyan kell a list data type szót egyes és többes számban mondani. Minden, amit a list data type szóról tudni kell, itt található. A list data type szó meghatározása segít abban, hogy pontosabban és helyesebben fogalmazz, amikor beszélsz vagy írsz. Alist data type és más szavak definíciójának ismerete gazdagítja a szókincsedet, és több és jobb nyelvi forráshoz juttat.

Főnév

list data type (tsz. list data types)

  1. (informatika) A lista (List) absztrakt adatszerkezet (ADT, Abstract Data Type) egy olyan sorozat, amelyben az elemek egy meghatározott sorrendben vannak tárolva, és amely fölött a következő alapműveletek értelmezettek:
  1. Létrehozás (Create) Egy új, üres listát hozunk létre.
  2. Üresség ellenőrzése (isEmpty) Visszaadja, hogy a lista jelenleg üres-e.
  3. Méret lekérdezése (Size) Visszaadja az elemek számát a listában.
  4. Beszúrás (Insert vagy Add)
    • position-tól függően: adott indexnél vagy csomópont előtt/három
    • végére (append)
    • elejére (prepend) Bemásolunk vagy mutatót átállítunk, hogy új elemet illesszünk be.
  5. Eltávolítás (Remove vagy Delete)
    • Adott indexű elem törlése
    • Érték alapján törlés
    • Első, utolsó eltávolítása
  6. Lekérdezés (Get vagy At)
    • Az adott indexű elem tartalmának olvasása
    • Adott érték keresése (Find)
  7. Módosítás (Set vagy Update)
    • Adott indexű elem értékének beállítása
  8. Iterálás (Iterator vagy Traversal) – Végigjárhatjuk a lista elemeit lineárisan.
  9. Törlés (Clear vagy DeleteAll) – A lista összes elemét felszabadítjuk, és üres listává alakítjuk.



Miért hasznos a lista ADT?

  • Dinamikus méret: tetszőleges számú elem tárolható, és beszúráskor/törléskor a lista rugalmasan nő vagy csökken.
  • Sorrend megőrzése: a beszúrás sorrendjét megtartva bármely pozícióban lehet operálni.
  • Különböző műveleti komplexitás: implementációtól függően optimális lehet a végi beszúrás, közepes beszúrás, végi eltávolítás vagy véletlen elérés.



Implementációs lehetőségek

1. Egyszeres láncolt lista (Singly Linked List)

Felépítés: minden csomópont tartalmaz egy „érték” és egy next mutatót a következő csomópontra; a lista fejét (head) és opcionálisan a végét (tail) tároljuk. Műveletek:

  • prepend: új csomópont a fej elé (O(1)).
  • append: ha van tail, akkor ott kötjük be (O(1)); ha nincs, végig kell menni O(n)).
  • insertAt(index): addig követjük a next-et, amíg az index-1-hez nem érünk (O(k)); ott illesztünk be.
  • removeAt(index): ugyanígy O(k) a pozíció megtalálása és a következő átállítása.
  • getAt(index): pozícióig bejárás O(k).

Előnyök: dinamikus, minden beszúrás/eltávolítás pozíción kívüli pointermódosítás, nincs tömb-reallokáció. Hátrányok: véletlen elérés lassú (O(n)), memóriában minden elem külön allokáció, pointer-overhead.

2. Kétszeres láncolt lista (Doubly Linked List)

Felépítés: minden elemnek prev és next mutatója van. Tároljuk a head és tail mutatókat. Műveletek:

  • remove(node): a node->prev->next = node->next, node->next->prev = node->prev egyszerű O(1) művelet.
  • insertBefore(node, newNode) vagy insertAfter(node, newNode) szintén O(1).

Előnyök: két irányba bejárható, közvetlen eltávolítás adott mutatóból O(1). Hátrányok: dupla pointer-overhead, nagyobb memória-igény.

3. Statikus tömb alapú lista

Felépítés:

  • Egy statikus tömb az elemeknek.
  • size a tömb hossza, length a tényleges lista-méret.
  • head index (az első használatban lévő elem pozíciója).
  • Egy “free list” kezelheti az üres indexeket.
  • Minden tételhez tartozik egy „nextIndex” mező, ami a tömbön belüli következő elem indexét tárolja (-1 végpont).

Műveletek:

  • append: nextIndex = newIdx; tail = newIdx;
  • removeFirst: head = nextIndex;
  • insertAt/removeAt: indexmutatók láncolása.

Előnyök: nem kell dinamikus allokáció minden elemhez, memóriacímek tömbben vannak, viszonylag jó cache‐locality. Hátrányok: fix kapacitás (vagy bonyolult reallokáció), a „next” mező memóriát fogyaszt.

4. Dinamikus tömb (array-list vagy vector)

Felépítés:

  • Egy nyers tömb data, capacity és length változó.
  • Teljes tömb reallokálással nő (pl. kétszeresére), ha betelik.

Műveletek:

  • append: ha length < capacity, data = x; különben resize() → új tömb, másolás, majd beszúrás.
  • insertAt(i): memmove/másolás jobbra a data = x, length++ (O(n−i) másolás).
  • removeAt(i): memmove(data+i, data+i+1, (length−i−1)*sizeof)length--.
  • getAt(i): közvetlen data O(1).

Előnyök: konstans idejű véletlen elérés, jól skálázódik (amortizált O(1) az append esetén). Hátrányok: közepes beszúrás/törlés O(n), reallokáció overhead.



Műveleti bonyolultság összefoglalva

ADT beszúrás elejére beszúrás végére beszúrás közepére törlés közepéről véletlen elérés iterálás
Singly LL O(1) O(n) vagy O(1)¹ O(n) O(n) O(n) O(n)
Doubly LL O(1) O(1) O(n) O(1) O(n) O(n)
Array-list O(n) amort. O(1) O(n) O(n) O(1) O(n)
Static array O(n) O(1) O(n) O(n) O(1) O(n)

¹ – ha tároljuk a tail mutatót, akkor a végi beszúrás O(1).



Válogatás a gyakorlatban

  • Java:
    • ArrayList<E> (dinamikus tömb)
    • LinkedList<E> (kétszeres láncolt lista + kettős végi mutatók)
  • C++ STL:
    • std::vector<T> (dinamikus tömb)
    • std::list<T> (kétszeres láncolt lista)
  • Python:
    • list (dinamikus tömb)
    • collections.deque (kétirányú körkörös puffer)



Mikor melyiket válasszuk?

  • Gyakori véletlen olvasás/írás: dinamikus tömb (vector, ArrayList).
  • Nagyon sok közepes pozíciós beszúrás/törlés: láncolt lista (std::list, bekötéses puffer).
  • Fix maximális elemszám, egyszerű láncolt kapcsolat: statikus tömb + indexes lista.
  • FIFO vagy LIFO speciális változatai: sor (queue) ↔ FIFO lista, verem (stack) ↔ LIFO lista.



Összefoglalás

A lista ADT a programozás alapvető eszköze, amely:

  • Rugalmas méretet és sorrendiség‐megőrzést ad,
  • Egyszerű absztrakt műveletek mentén definiálható (insert, remove, get, set, iterate),
  • Többféle implementáció kínál különböző teljesítmény‐ és memória‐jellemzőkkel,
  • Széles körű alkalmazás: adatok sorba rendezése, memóriakezelés, komplexabb adatszerkezetek (stack, queue, hash bucket, stb.) építőeleme.

A gyakorlott fejlesztő tudja:

a lista ADT‐t mindig az adott probléma műveleti profilja alapján választjuk ki (gyakori véletlen elérés vs. gyakori beszúrás/törlés), valamint a rendelkezésre álló memóriamanagement-módszerek, cache-közelség és egyszerűség mentén.

Ezzel a tudással hatékonyan tervezhetünk és valósíthatunk meg dinamikus, sorrendi adatszerkezeteket bármely programnyelven vagy környezetben.