Accanto a numeri e stringhe, esistono strutture di dati più complesse in informatica: i vettori e le matrici. A partire da questi ultimi poi, si possono strutture più complesse che consentono di memorizzare i dati secondo schemi ben definiti, il più delle volte suggeriti dall’informazione che si desidera rappresentare con i dati.
Per esempio, volendo memorizzare la temperatura media di ciascun mese dell’anno per più anni, si può creare un vettore di 12 elementi; ognuno di essi memorizza la temperatura di un mese, e ci sarà un vettore per ogni anno. Convenzionalmente, si indica un generico elemento di un vettore con il suo nome seguito, tra parentesi dall’indice del vettore, ovvero il numero dell’elemento. Nel nostro esempio Anno2015(3) indica la temperatura media del mese di marzo 2015. Alternativamente, si può definire una matrice Temperature di cento righe e dodici colonne per memorizzare tutte le temperature a partire dall’anno 2001, per tutto questo secolo. L’elemento della matrice Temperature(15,3) indica la temperatura media di marzo 2015.
In questo esempio si presuppongono l’utilizzo della convenzione di numerare gli indici (di riga o di colonna) a partire da 1 e l’uso delle parentesi rotonde, ma alcuni linguaggi di programmazione prevedono di iniziare il conteggio degli indici da 0 e l’uso delle parentesi quadre. Il vincolo principale dell’utilizzo di vettori e matrici è che gli elementi che li compongono devono necessariamente essere dello stesso tipo, ovvero numeri interi, in virgola mobile, stringhe ecc.
Volendo creare un tipo di dati complesso che non sia limitato da questa regola, alcuni linguaggi di programmazione prevedono l’utilizzo di strutture, in cui i vari campi potrebbero essere di tipo diverso, per esempio un numero intero per esprimere l’anno, una stringa per indicare il luogo della misurazione e un vettore di dodici elementi di numeri reali per indicare la temperatura media di ogni mese.
Compito dei linguaggi di programmazione è specificare i tipi di dati che possono utilizzare e le convenzioni per utilizzarli. Ciò permette di identificare le variabili, che in un programma hanno appunto il compito di rappresentare e memorizzare i dati. Si hanno quindi variabili numeriche, di stringa, vettoriali, matriciali e strutture. Si faccia riferimento al paragrafo “I linguaggi di programmazione” per comprendere come possono essere utilizzate le variabili all’interno di un programma informatico.
Le strutture sono particolarmente indicate per rappresentare modelli logici di dati complessi, come gli alberi e i grafi. Gli alberi sono infatti strutture dati gerarchiche, dove da un nodo radice si dipartono via via archi che portano ad altri nodi. Ogni nodo può avere due o più archi che identificano altrettanto nodi figli. Gli archi possono collegare un nodo solo al nodo genitore oppure ai figli (se esistono). La gerarchia è dovuta al fatto che in un albero si possono identificare più livelli. I nodi al livello più basso (cioè più lontano dalla radice) sono detti nodi foglie. Se tutti i nodi di un albero (tranne le foglie) hanno esattamente zero o due figli, l’albero si dice binario. Una generalizzazione dell’albero è il grafo, ove viene a mancare la limitazione che un arco possa collegare solo i nodi ai rispettivi figli/genitori.
Un semplice esempio di albero è la struttura a menù del sito albanesi.it in cui le foglie sono i menù a più basso livello; per esempio un percorso può essere Menù generale-Sport e giochi-Running.
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