Абстрактный тип данных список. Операции над абстрактным списком Создать пустой список Уничтожить список Определить, пуст ли список Определить количество. - презентация

1 Абстрактный тип данных список

2 Операции над абстрактным списком Создать пустой список Уничтожить список Определить, пуст ли список Определить количество элементов списка Вставить элемент в указанную позицию списка Удалить элемент, находящийся в указанной позиции списка Просмотреть (извлечь)элемент, находящийся в укзанном месте списка

3 Терминология Абстрактный список, представляет собой упорядоченный набор элементов, каждый из которых имеет свой номер

4 Операции над абстрактным Списком CreateList(List) - создает пустой список List DeleteList(List) – уничтожает список List IsEmpty(List) – определяет пуст ли список List Insert(index, NewElement, List) - вставляет новый элемент NewElement в список List на позицию index Remove(index, List) – удаляет элемент списка, находящийся в позиции index

5 Пример: CreateList(S); Insert(1, data1, S); Insert(2, data2, S); Insert(3, data3, S); Insert(4, data4, S); ……. N=GetLength(S); For (I=1 до N) { Retrive(I, data,s); вывод на печать элемента data }

6 Операции над абстрактным Списком TypeItem Retrive(index, List) – возвращает элемент, находящийся в позиции index Getlength(List) – возвращает количество элементов в списке List Pos Find(List, Element)- возвращает позицию элемента Element (Pos может быть как номером элемента, так и указателем на некоторый элемент)

7 Реализация списков Необходимо определить тип элементов и понятия «позиция» элемента: typedef int TypeItem – тип элемента может быть как простым, так и сложным typedef int Pos – в данном случае позицией элемента будет его номер в списке

8 Реализация АДТ

9 Реализация списков посредством массивов При реализации с помощью массивов все элементы списка располагаются в смежных ячейках, причем у каждого элемента определен номер. Это позволяет легко просматривать список, вставлять и удалять элементы в начало и в конец списка. Однако, вставка элемента в середину списка потребует от нас сдвинуть все остальные элементы, также как удаление

10 Однако абстрактный список предусматривает такие операции, которых нет у массива – операция getLenght. Реализация списков посредством массивов

11 Определяем максимальное количество элементов: define max_list 100;// максимальное число элементов списка

12 Реализация списков посредством массивов Реализация списка в виде массива

13 Реализация списков посредством массивов Сдвиг элементов массива для вставки нового элемента списка в третью ячейку

14 Реализация списков посредством массивов

15 Каждую операцию АДТ следует реализовывать в виде функции-члена класса. При этом каждой операции понадобится доступ к массиву item и переменной size, в которой хранится длина списка поэтому они должны быть данными-членами одного класса Для того чтобы скрыть массив item и переменную size от клиентов класса, их следует объявить закрытыми Реализация списков посредством массивов

16 Описываем структуру List: Struct List { TypeItem Items [Max_ list]; //массив элементов списка int last; //индекс следующего элемента }

17 Реализация списков посредством массивов Void CreateList(List L) { L.last=0;}

18 Viod Insert(int n,TypeItem NewItem,List L) { if (L.last>=100) cout

19 Viod Remove(int n, List L) { if (n>L.last || n

20 Pos Find(TypeItem x, List L) {for (i=n; i

21

22 Реализация списков с помощью указателей В данном случае элементы списка не обязательно расположены в смежных ячейках, для связывания элементов используются указатели. Эта реализация освобождает нас с одной стороны от использования непрерывной области памяти Нет необходимости перемещения элементов при вставке или удалении элемента в список. Необходима дополнительная память для хранения указателей.

23 Реализация связанных списков с помощью указателей информационная часть ссылочная часть – указатель на следующий элемент

24 Определение структуры List: typedef struct celltype { TypeItem Item;// элемент списка celltype *Next; // указатель на следующий элемент } typedef celltype *list;//

25 Описания необходимых типов и переменных typedef int Pos;//позицией элемента будет его номер в списке typedef celltype *Pos;// позицией элемента будет указатель на этот элемент

26 Функции работы со списком Void CreateList(List S)//создание пустого списка { S=new celltype; S->next=NULL; }

27 void Insert (TypeItem x, Pos n, list S) {list temp, current; temp=S; current=S->Next; Pos i=1; while(current!=0) {if (i==n) {temp=new celltype; temp->Next=current->Next; temp->Item=x; current->Next=temp; break;}

28 i++; current=current->next; }//end while }//end of insert

29 void Remove (Pos n, list S) {list current=S->Next, temp; Pos i=1; while(current!=NULL && inext;i++;) if(i==n){ temp=current->next; current->next=current->next->next; delete temp;} }//end

30 Pos Find (TypeItem x, list S) {list temp; Pos i=1; if (S->Next==NULL) coutNext!=NULL) {if (temp->Item==x) return (i); temp=temp->next;i++;} return (0);} }//end

31 TypeItem Retrive (Pos n, list S) {list temp; Pos i=1; if (S->Next==NULL) coutNext!=NULL) {if (i==n) return (temp->Item); temp=temp->next;i++;} return (0);} }//end

32 TypeItem Retrive (Pos n, list S) {list temp; Pos i=1; if (S->Next==NULL) coutNext!=NULL) {if (i==n) return (temp->Item); temp=temp->next;i++;} return (0);} }//end

33 Сравнение реализаций Реализация списков с помощью массивов требует указания максимального размера массива до начала выполнения программы Если длина списка заренее не известка, более рациональным способом будет реализация с помощью указателей. Процедуры INSERT и DELETE в случае связных списков выполняются за конечное число шагов для списков любой длины.

34 Сравнение реализаций Реализация списков с помощью массивов расточительна с точки зрения использования памяти, которая резервируется сразу. При использовании указателей необходимо место в памяти для них тоже. При использовании указателей нужно работать очень аккуратно. Поэтому в различных случаях бывают более выгодны одни или другие реализации.

35 Двусвязные списки Используются в приложениях, где необходимо организовать эффективное перемещение по списку как прямом, так и в обратном направлениях

36 Двусвязные списки информационная часть указатель на предыдущий элемент указатель на следующий элемент

37 Описание структуры списка typedef struct celltype { TypeItem Item;// элемент списка celltype *Next; // указатель на следующий элемент celltype *Previous; // указатель на предыдущий элемент } typedef celltype *list;//