Datenstrukturen und Beziehungsdiagramme

Study Notes

Data Structures

Definition: Ways to organize and store data for efficient access and modification.
Types of Data Structures:
- Linear: Elements arranged in a sequence (e.g., Arrays, Linked Lists).
- Non-linear: Elements arranged hierarchically (e.g., Trees, Graphs).
Common Data Structures:
- Array: Fixed-size, contiguous memory allocation; efficient access via index.
- Linked List: Dynamic size; consists of nodes with data and pointers to next nodes.
- Stack: LIFO (Last In, First Out); used in function calls and backtracking algorithms.
- Queue: FIFO (First In, First Out); used in scheduling and buffer management.
- Tree: Hierarchical structure; binary trees are commonly used in searching and sorting.
- Graph: Consists of nodes and edges; used to represent networks, paths, and relationships.
Operations: Insertion, deletion, traversal, searching, and sorting.

Beziehungsdiagramme (ER-Diagrams)

Definition: Entity-Relationship Diagrams used to model data relationships.
Components:
- Entities: Objects or things in the system (e.g., Customer, Order).
- Attributes: Properties of entities (e.g., Customer Name, Order Date).
- Relationships: Connections between entities (e.g., Customer places Order).
Types of Relationships:
- One-to-One: One entity is related to one other entity.
- One-to-Many: One entity can relate to multiple entities.
- Many-to-Many: Multiple entities can relate to multiple entities.
Notation: Rectangles for entities, ovals for attributes, diamonds for relationships, lines to connect them.

Abstrakte Klassen

Definition: A class that cannot be instantiated and may contain abstract methods.
Purpose: To provide a base for subclasses to implement abstract methods.
Characteristics:
- Can include both abstract methods (no implementation) and concrete methods (with implementation).
- Allows for polymorphism; different subclasses can implement methods in diverse ways.
Usage:
- Define common interfaces and behaviors for related classes.
- Enforce certain behaviors in derived classes through abstraction.
Example:
- An abstract class Shape with an abstract method draw(), which must be implemented by subclasses like Circle and Rectangle.

Datenstrukturen

Definition: Strukturen zur Organisation und Speicherung von Daten für effizienten Zugriff und Modifikation.
Typen von Datenstrukturen:
- Linear: Elemente in einer Sequenz angeordnet (z.B. Arrays, verkettete Listen).
- Nicht-linear: Elemente hierarchisch angeordnet (z.B. Bäume, Graphen).
Bekannte Datenstrukturen:
- Array: Fester Größe, kontinuierliche Speicherzuweisung; effizienter Zugriff über den Index.
- Verkettete Liste: Dynamische Größe; besteht aus Knoten mit Daten und Zeigern auf folgende Knoten.
- Stapel: LIFO (Last In, First Out); Verwendung in Funktionsaufrufen und Backtracking-Algorithmen.
- Warteschlange: FIFO (First In, First Out); Verwendung in Planung und Puffermanagement.
- Baum: Hierarchische Struktur; Binärbäume sind häufig in Such- und Sortieralgorithmen.
- Graph: Besteht aus Knoten und Kanten; wird verwendet, um Netzwerke, Wege und Beziehungen darzustellen.
Operationen: Einfügen, Löschen, Traversierung, Suchen und Sortieren.

Beziehungsdiagramme (ER-Diagramme)

Definition: Entitäts-Beziehungsdiagramme zur Modellierung von Datenbeziehungen.
Komponenten:
- Entitäten: Objekte oder Dinge im System (z.B. Kunde, Bestellung).
- Attribute: Eigenschaften von Entitäten (z.B. Kundenname, Bestelldatum).
- Beziehungen: Verbindungen zwischen Entitäten (z.B. Kunde bestellt Bestellung).
Typen von Beziehungen:
- Eins-zu-eins: Eine Entität ist mit einer anderen Entität verbunden.
- Eins-zu-viele: Eine Entität kann mit mehreren Entitäten verbunden sein.
- Viele-zu-viele: Mehrere Entitäten können mit mehreren Entitäten verbunden sein.
Notation: Rechtecke für Entitäten, Ellipsen für Attribute, Rauten für Beziehungen und Linien zur Verbindung.

Abstrakte Klassen

Definition: Eine Klasse, die nicht instanziiert werden kann und abstrakte Methoden enthalten kann.
Zweck: Bereitstellung einer Grundlage für Unterklassen zur Implementierung abstrakter Methoden.
Eigenschaften:
- Kann sowohl abstrakte Methoden (ohne Implementierung) als auch konkrete Methoden (mit Implementierung) enthalten.
- Ermöglicht Polymorphismus; verschiedene Unterklassen können Methoden unterschiedlich implementieren.
Verwendung:
- Definition gemeinsamer Schnittstellen und Verhalten für verwandte Klassen.
- Durch Abstraktion bestimmte Verhaltensweisen in abgeleiteten Klassen erzwingen.
Beispiel: Eine abstrakte Klasse Shape mit einer abstrakten Methode draw(), die von Unterklassen wie Circle und Rectangle implementiert werden muss.

Description

Dieses Quiz behandelt die verschiedenen Arten von Datenstrukturen, einschließlich linearer und nicht-linearer Strukturen sowie deren Operationen. Zusätzlich wird das Konzept von Beziehungsdiagrammen (ER-Diagrammen) eingeführt. Teste dein Wissen über Arrays, Listen, Stacks und mehr!