Baum

Baum (Computerbaum)

Ein Baum ist eine Datenstruktur in der Informatik, die als hierarchische Struktur klassifiziert wird. Er wird durch einen übergeordneten Knoten und seine Verbindungsknoten definiert, die eine übergeordnete-untergeordnete Beziehung darstellen. Bäume werden in der Informatik auf vielfältige Weise verwendet, beispielsweise zur Darstellung der hierarchischen Struktur eines Dateisystems, von Computernetzwerken und Datenbankdesigns.

Ein Baum besteht aus Knoten, auch Eckpunkte oder Punkte genannt, denen Daten zugeordnet sind. Jeder Knoten ist mit anderen Knoten verbunden, auch Kanten oder Zweige genannt. Ein Baum hat Tiefe, wenn die mit dem Stammknoten verknüpften Daten auf eine Vielzahl von Knoten verteilt sind. Je höher die Tiefe, desto komplexer ist die Baumstruktur.

Bäume werden in Programmiersprachen typischerweise verwendet, um effiziente Zugriffs- und Suchverfahren bereitzustellen, wie etwa in einem binären Suchbaum oder einem Rot-Schwarz-Baum. Sie können auch zum Hashen und zur Datenkomprimierung verwendet werden.

Die gängigste Methode zum Durchlaufen eines Baums ist der sogenannte Tree Walk. Dabei wird der Baum in der Breiten- oder Tiefensuche durchlaufen. Diese Algorithmen werden häufig zum Suchen von Daten in einer Baumstruktur verwendet.

Bäume werden auch in der Informatik häufig für künstliche Intelligenz, maschinelles Lernen und die Verarbeitung natürlicher Sprache verwendet. Sie können auch zum Entwerfen und Analysieren von Algorithmen verwendet werden, insbesondere von Graphenalgorithmen.

Insgesamt sind Bäume eine wichtige Datenstruktur mit einem breiten Anwendungsspektrum in der Informatik. Sie bieten effiziente Methoden zur Datenspeicherung und -abfrage und ermöglichen die effiziente Implementierung algorithmischer Anwendungen.