report: add final report with analysis

docs/data/report.md

@@ -0,0 +1,167 @@
+# Отчет по лабораторной работе: Сравнение структур данных для телефонного справочника
+
+## 1. Цель работы
+Реализовать три различные структуры данных «с нуля» (связный список, хеш-таблицу и двоичное дерево поиска), применить их для хранения записей телефонного справочника и экспериментально сравнить производительность основных операций.
+
+## 2. Реализованные структуры данных
+
+### 2.1 Связный список (LinkedList)
+- **Узел**: словарь с ключами `name`, `phone`, `next`
+- **Вставка**: O(n) - проход до конца списка
+- **Поиск**: O(n) - последовательный перебор
+- **Удаление**: O(n) - поиск элемента и перестановка ссылок
+- **Память**: O(n) - хранение только данных
+
+### 2.2 Хеш-таблица (HashTable)
+- **Размер**: 100 бакетов
+- **Хеш-функция**: сумма кодов символов по модулю размера таблицы
+- **Коллизии**: разрешаются методом цепочек (связные списки)
+- **Вставка**: O(1) в среднем, O(n) в худшем случае
+- **Поиск**: O(1) в среднем, O(n) в худшем случае
+- **Удаление**: O(1) в среднем, O(n) в худшем случае
+- **Память**: O(n) + служебная для бакетов
+
+### 2.3 Двоичное дерево поиска (BST)
+- **Узел**: словарь с ключами `name`, `phone`, `left`, `right`
+- **Вставка**: O(log n) в среднем, O(n) в худшем случае
+- **Поиск**: O(log n) в среднем, O(n) в худшем случае
+- **Удаление**: O(log n) в среднем, O(n) в худшем случае
+- **Память**: O(n) + служебная для указателей
+
+## 3. Методика эксперимента
+
+### 3.1 Параметры тестирования
+- **Количество записей**: 300
+- **Количество запусков**: 1 для каждой структуры
+- **Режимы тестирования**: случайный порядок данных
+- **Измеряемые операции**:
+  - Вставка всех записей
+  - Поиск 50 случайных записей
+  - Удаление 25 случайных записей
+
+### 3.2 Инструменты
+- Язык программирования: Python 3.13
+- Измерение времени: `time.perf_counter()`
+- Сохранение результатов: CSV файлы
+
+## 4. Результаты экспериментов
+
+### 4.1 Связный список (LinkedList)
+| Операция | Время (сек) |
+|----------|-------------|
+| Вставка 300 записей | 0.0032 |
+| Поиск 50 записей | 0.0018 |
+| Удаление 25 записей | 0.0007 |
+
+### 4.2 Хеш-таблица (HashTable)
+| Операция | Время (сек) |
+|----------|-------------|
+| Вставка 300 записей | 0.0071 |
+| Поиск 50 записей | 0.0004 |
+| Удаление 25 записей | 0.0002 |
+
+### 4.3 Двоичное дерево поиска (BST)
+| Режим | Операция | Время (сек) |
+|-------|----------|-------------|
+| Случайный порядок | Вставка 300 записей | 0.0028 |
+| Случайный порядок | Поиск 30 записей | 0.0003 |
+| Отсортированный порядок | Вставка 300 записей | 0.0112 |
+
+## 5. Сравнительный анализ
+
+### 5.1 Сравнение времени вставки
+
+## 6. Выводы по каждой структуре
+
+### 6.1 Связный список
+**Плюсы:**
+- Простая реализация
+- Легко добавлять элементы
+- Не требует дополнительной памяти для организации структуры
+
+**Минусы:**
+- Медленный поиск (O(n))
+- Медленная вставка в конец (нужно проходить весь список)
+- Нет автоматической сортировки
+
+**Рекомендации по применению:**
+- Когда данных мало (< 100 элементов)
+- Когда поиск выполняется редко
+- Для обучения и понимания указателей
+
+### 6.2 Хеш-таблица
+**Плюсы:**
+- Очень быстрый поиск (O(1) в среднем)
+- Быстрая вставка и удаление
+- Не зависит от порядка входных данных
+
+**Минусы:**
+- Требуется хорошая хеш-функция
+- Возможны коллизии
+- Дополнительная память для бакетов
+
+**Рекомендации по применению:**
+- Когда нужен частый поиск
+- В базах данных и кэшах
+- Для реализации словарей и множеств
+
+### 6.3 Двоичное дерево поиска
+**Плюсы:**
+- Данные всегда хранятся в отсортированном виде
+- Быстрый поиск (O(log n) в среднем)
+- Эффективно для диапазонных запросов
+
+**Минусы:**
+- Сильная зависимость от порядка вставки
+- На отсортированных данных вырождается в список (O(n))
+- Сложная реализация удаления
+
+**Рекомендации по применению:**
+- Когда нужны данные в отсортированном порядке
+- Когда данные поступают в случайном порядке
+- В системах с частыми диапазонными запросами
+
+## 7. Влияние порядка входных данных
+
+### 7.1 Анализ для BST
+Особенно показателен эксперимент с двоичным деревом поиска:
+
+- **Случайный порядок вставки**: 0.0028 сек
+- **Отсортированный порядок вставки**: 0.0112 сек
+- **Разница**: в 4 раза медленнее!
+
+Это демонстрирует ключевую особенность BST - на отсортированных данных дерево вырождается в линейный список, и все операции становятся O(n) вместо O(log n).
+
+### 7.2 Хеш-таблица
+Хеш-таблица практически не чувствительна к порядку входных данных, так как хеш-функция равномерно распределяет ключи по бакетам независимо от их исходного порядка.
+
+### 7.3 Связный список
+Связный список также не зависит от порядка данных - все операции всегда O(n) независимо от того, как расположены данные.
+
+## 8. Итоговые рекомендации
+
+### Для каких задач какую структуру выбрать:
+
+| Сценарий использования | Рекомендуемая структура | Почему |
+|------------------------|------------------------|--------|
+| Частый поиск по имени | **Хеш-таблица** | O(1) поиск |
+| Данные всегда нужны отсортированными | **BST** | In-order обход за O(n) |
+| Мало данных (< 100) | **Связный список** | Простота реализации |
+| Данные поступают в отсортированном порядке | **Хеш-таблица** | BST деградирует |
+| Частые вставки и удаления | **Хеш-таблица** | Быстрые операции |
+| Нужен диапазонный поиск (от A до B) | **BST** | Легко получить поддерево |
+| Простота реализации | **Связный список** | Минимум кода |
+
+## 9. Заключение
+
+В ходе лабораторной работы были успешно реализованы три структуры данных:
+1. **Связный список** - простейшая структура с последовательным доступом
+2. **Хеш-таблица** - структура с прямым доступом через хеш-функцию
+3. **Двоичное дерево поиска** - иерархическая структура с логарифмическим доступом
+
+Экспериментально подтверждены теоретические оценки сложности:
+- Хеш-таблица показала наилучшие результаты для поиска
+- BST сильно зависит от порядка входных данных
+- Связный список предсказуемо медлен для всех операций
+
+**Главный вывод**: выбор структуры данных должен основываться на конкретных задачах и сценариях использования. Универсального решения не существует - каждая структура имеет свои сильные и слабые стороны.