データ構造 とは？

データを「どこに・どんな形で入れておくか」の設計のことだよ。本棚に例えると、五十音順に並べるか・ジャンル別に並べるかで、目的の本の探し方が変わるよね。データ構造も、使い方に合った整理の形を選ぶことが大切なんだ。

よく行う操作を考えるよ。番号で要素を取り出すなら配列、先入れ先出しで処理するならキュー、後入れ先出しならスタック、キーで値を探すならハッシュテーブルなどが候補だね。

スタックとキューは、主に取り出す順番のルールだよ。配列や連結リストなどで実装できる。同じルールでも、実装によって追加・削除の負担やメモリの使い方が違うんだ。

言語の組み込み型や標準ライブラリを利用できることが多いよ。たとえばPythonのlistをスタックとして使えるし、両端からの追加・取り出しに適したdequeでキューを作れる。名前だけでなく、操作と実装の特徴を確認しよう。

必ずではないよ。CPythonではlistの存在確認はO(n)、ハッシュを使うsetでは平均的にO(1)だけど、衝突などの条件で悪化することもある。データ量や、集合を作る時間、メモリも含めて選ぶんだ。