
【計】 GDS; generalized data structure
broad sense; generalized
【計】 data structure
廣義數據結構(Generalized Data Structures)是計算機科學中描述數據組織形式的擴展概念,其核心在于突破傳統線性與非線性結構的分類限制。根據《計算機算法基礎》(Foundations of Computer Algorithms)的定義,廣義數據結構包含三個核心維度:
數據關系的可擴展性
廣義數據結構不僅涵蓋數組、鍊表、樹和圖等傳統結構,還包含分布式哈希表、時序數據庫索引、張量存儲模型等新型結構。例如,IEEE 15909标準中提出的"動态多維拓撲網絡"即屬于此類擴展應用。
操作語義的泛化
區别于傳統結構限定于增删改查操作,廣義結構支持複雜操作集,如流式數據窗口函數(參考ACM Transactions on Database Systems Vol.47)、量子比特糾纏狀态維護(參見《Quantum Information Processing》2023年刊)。
跨領域適配能力
在生物信息學中,廣義數據結構被用于基因序列的稀疏矩陣壓縮存儲;金融高頻交易領域則依賴其實現納秒級事件溯源結構(CFA Institute技術白皮書第22版)。
該術語的英文對應詞"Generalized Data Structures"最早出現于卡内基梅隆大學2015年課程講義《Advanced Computational Models》,其漢譯标準由中國計算機學會術語審定委員會于2020年統一規範。
關于“廣義數據結構”這一概念,目前學術界和工業界尚未形成統一的權威定義,但可以從以下角度進行解釋:
定義範疇
廣義數據結構突破了傳統數據結構(數組/鍊表/樹/圖等)的線性或非線性物理存儲框架,更強調數據之間的邏輯關系與數學抽象。它既包含經典結構,也涵蓋分布式存儲、流式數據、概率型結構(如Bloom Filter)等新型組織形式。
核心特點
常見類型示例
• 時空數據結構(如R樹用于地理坐标存儲)
• 持久化數據結構(保留曆史版本的數據形态)
• 概率數據結構(HyperLogLog用于基數估算)
• 分布式結構(如Consistent Hashing環)
應用場景
在實時推薦系統、物聯網時序數據處理、區塊鍊賬本存儲等現代計算場景中,廣義數據結構通過靈活的關系映射和高效的操作算法,解決了海量數據下的存儲與檢索瓶頸問題。其本質是通過數學建模實現物理存儲與邏輯需求的解耦。
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