شجرة ثنائية

الشجرة الثنائية هي نوع من بنية البيانات المستخدمة في برمجة الكمبيوتر وفي الأمن السيبراني. إنها بنية هرمية تنظم البيانات في عقد متصلة بحواف، حيث تحتوي كل عقدة على قيمة بيانات ومؤشرات إلى عقدتين أخريين (أو "عقدتين")، يشار إليهما باسم العقدتين الأبناء اليسرى واليمنى. تُستخدم الأشجار الثنائية بشكل شائع في العديد من الخوارزميات لفرز البيانات والبحث عنها ومعالجتها.

الفكرة وراء الشجرة الثنائية تأتي من مفهوم البحث الثنائي. يعمل البحث الثنائي عن طريق مقارنة قيمة الإدخال مع القيم المخزنة في الشجرة، ثم، اعتمادًا على المقارنة، اجتياز الفرع المناسب في الشجرة. يتيح ذلك استرجاع البيانات وتخزينها بكفاءة دون الحاجة إلى البحث بشكل متكرر عبر جميع عقد الشجرة.

تعد الأشجار الثنائية مثالاً على بنية البيانات ذاتية التنظيم، مما يعني أن عملية البحث عن البيانات هي أيضًا نفس عملية إدراج بيانات جديدة في الشجرة. تعني خاصية التنظيم الذاتي هذه أن الشجرة الثنائية يمكنها تحقيق الأداء الأمثل بأقل جهد وبحد أدنى من موارد البيانات.

تُستخدم الأشجار الثنائية أيضًا بشكل شائع في التشفير. يمكن استخدام عقد الشجرة الثنائية لتمثيل نص مشفر ويمكن أن تمثل الحواف التي تربط العقد عملية التشفير وفك التشفير. ومن خلال اجتياز الشجرة، من الممكن إنشاء نص مشفر فريد يصعب فكه دون الوصول إلى مفاتيح التشفير المقابلة.

على عكس هياكل البيانات الأخرى، تعد الأشجار الثنائية ضرورية للتشغيل الفعال للعديد من الخوارزميات. بمساعدة الأشجار الثنائية، تستطيع أجهزة الكمبيوتر تنفيذ العمليات بسرعة ودقة وبأقل جهد. ونتيجة لذلك، تعد الأشجار الثنائية بنية بيانات شائعة ومفيدة في برمجة الكمبيوتر والأمن السيبراني.