
【计】 GDS; generalized data structure
broad sense; generalized
【计】 data structure
广义数据结构(Generalized Data Structures)是计算机科学中描述数据组织形式的扩展概念,其核心在于突破传统线性与非线性结构的分类限制。根据《计算机算法基础》(Foundations of Computer Algorithms)的定义,广义数据结构包含三个核心维度:
数据关系的可扩展性
广义数据结构不仅涵盖数组、链表、树和图等传统结构,还包含分布式哈希表、时序数据库索引、张量存储模型等新型结构。例如,IEEE 15909标准中提出的"动态多维拓扑网络"即属于此类扩展应用。
操作语义的泛化
区别于传统结构限定于增删改查操作,广义结构支持复杂操作集,如流式数据窗口函数(参考ACM Transactions on Database Systems Vol.47)、量子比特纠缠状态维护(参见《Quantum Information Processing》2023年刊)。
跨领域适配能力
在生物信息学中,广义数据结构被用于基因序列的稀疏矩阵压缩存储;金融高频交易领域则依赖其实现纳秒级事件溯源结构(CFA Institute技术白皮书第22版)。
该术语的英文对应词"Generalized Data Structures"最早出现于卡内基梅隆大学2015年课程讲义《Advanced Computational Models》,其汉译标准由中国计算机学会术语审定委员会于2020年统一规范。
关于“广义数据结构”这一概念,目前学术界和工业界尚未形成统一的权威定义,但可以从以下角度进行解释:
定义范畴
广义数据结构突破了传统数据结构(数组/链表/树/图等)的线性或非线性物理存储框架,更强调数据之间的逻辑关系与数学抽象。它既包含经典结构,也涵盖分布式存储、流式数据、概率型结构(如Bloom Filter)等新型组织形式。
核心特点
常见类型示例
• 时空数据结构(如R树用于地理坐标存储)
• 持久化数据结构(保留历史版本的数据形态)
• 概率数据结构(HyperLogLog用于基数估算)
• 分布式结构(如Consistent Hashing环)
应用场景
在实时推荐系统、物联网时序数据处理、区块链账本存储等现代计算场景中,广义数据结构通过灵活的关系映射和高效的操作算法,解决了海量数据下的存储与检索瓶颈问题。其本质是通过数学建模实现物理存储与逻辑需求的解耦。
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