Смекни!
smekni.com

Основные понятия алгоритмического языка (стр. 9 из 10)

содержать не один, а несколько укзателей и несколько полей данных.

Поле данных может быть переменной, массивом, множеством или записью.

Для дальнейшего рассмотрения представим отдельную компоненту в ви-

де:

г=====¬

¦ D ¦

¦=====¦

¦ p ¦

L=====-

где поле p - указатель;

поле D - данные.

Описание этой компоненты дадим следующим образом:

type

Pointer = ^Comp;

Comp = record

D:T;

pNext:Pointer

end;

здесь T - тип данных.

Рассмотрим основные правила работы с динамическими структурами

данных типа стек, очередь и список, базируясь на приведенное описание

компоненты.

38. С Т Е К И

Стеком называется динамическая структура данных, добавление компо-

ненты в которую и исключение компоненты из которой производится из

одного конца, называемого вершиной стека. Стек работает по принципу

LIFO (Last-In, First-Out) -

поступивший последним, обслуживается первым.

Обычно над стеками выполняется три операции:

-начальное формирование стека (запись первой компоненты);

-добавление компоненты в стек;

-выборка компоненты (удаление).

Для формирования стека и работы с ним необходимо иметь две пере-

менные типа указатель, первая из которых определяет вершину стека, а

вторая - вспомогательная. Пусть описание этих переменных имеет вид:

var pTop, pAux: Pointer;

где pTop - указатель вершины стека;

pAux - вспомогательный указатель.

Начальное формирование стека выполняется следующими операторами:

г=====¬ г=====¬

New(pTop); ¦ *--¦---¬ ¦ ¦

L=====- ¦ ¦=====¦

pTop L-->¦ ¦

L=====-

г=====¬ г=====¬

pTop^.pNext:=NIL; ¦ *--¦---¬ ¦ ¦

L=====- ¦ ¦=====¦

pTop L-->¦ NIL ¦

L=====-

г=====¬ г=====¬

pTop^.D:=D1; ¦ *--¦---¬ ¦ D1 ¦

L=====- ¦ ¦=====¦

pTop L-->¦ NIL ¦

L=====-

Последний оператор или группа операторов записывает содержимое

поля данных первой компоненты.

Добавление компоненты в стек призводится с использованием вспо-

могательного указателя:

г=====¬ г=====¬ г=====¬

New(pAux); ¦ *--¦---¬ ¦ ¦ ----¦--* ¦

L=====- ¦ ¦=====¦ ¦ L=====-

pTop ¦ ¦ ¦<--- pAux

¦ L=====-

¦

¦ г=====¬

¦ ¦ D1 ¦

¦ ¦=====¦

L-->¦ NIL ¦

L=====-

г=====¬ г=====¬ г=====¬

pAux^.pNext:=pTop; ¦ *--¦---¬ ¦ ¦ ----¦--* ¦

L=====- ¦ ¦=====¦<--- L=====-

pTop ¦ ¦ *--¦-¬ pAux

¦ L=====- ¦

¦ ¦

¦ г=====¬ ¦

¦ ¦ D1 ¦ ¦

¦ ¦=====¦ ¦

L-->¦ NIL ¦<-

L=====-

г=====¬ г=====¬ г=====¬

pTop:=pAux; ¦ *--¦---¬ ¦ ¦ ----¦--* ¦

L=====- ¦ ¦=====¦<--- L=====-

pTop L-->¦ *--¦-¬ pAux

L=====- ¦

¦

г=====¬ ¦

¦ D1 ¦ ¦

¦=====¦ ¦

¦ NIL ¦<-

L=====-

г=====¬ г=====¬

pTop^.D:=D2; ¦ *--¦---¬ ¦ D2 ¦

L=====- ¦ ¦=====¦

pTop L-->¦ *--¦-¬

L=====- ¦

¦

г=====¬ ¦

¦ D1 ¦ ¦

¦=====¦ ¦

¦ NIL ¦<-

L=====-

Добавление последующих компонент производится аналогично.

Рассмотрим процесс выборки компонент из стека. Пусть к моменту на-

чала выборки стек содержит три компоненты:

г=====¬ г=====¬

¦ *--¦---¬ ¦ D3 ¦

L=====- ¦ ¦=====¦

pTop L-->¦ *--¦-¬

L=====- ¦

¦

г=====¬ ¦

¦ D2 ¦ ¦

¦=====¦ ¦

--¦--* ¦<-

¦ L=====-

¦

¦ г=====¬

¦ ¦ D1 ¦

¦ ¦=====¦

L>¦ NIL ¦

L=====-

Первый оператор или группа операторов осуществляет чтение данных

из компоненты - вершины стека. Второй оператор изменяет значение ука-

зателя вершины стека:

г=====¬ г=====¬

D3:=pTop^.D; ¦ *--¦---¬ ¦ D3 ¦

pTop:=pTop^.pNext; L=====- ¦ ¦=====¦

pTop ¦ ¦ ¦

¦ L=====-

¦

¦ г=====¬

¦ ¦ D2 ¦

¦ ¦=====¦

L-->¦ *--¦-¬

L=====- ¦

¦

г=====¬ ¦

¦ D1 ¦ ¦

¦=====¦ ¦

¦ NIL ¦<-

L=====-

Как видно из рисунка, при чтении компонента удаляется из стека.

Пример. Составить программу, которая формирует стек, добавляет в

него произвольное количество компонент, а затем читает все компоненты

и выводит их на экран дисплея, В качестве данных взять строку симво-

лов. Ввод данных - с клавиатуры дисплея, признак конца ввода - строка

символов END.

Program STACK;

uses Crt;

type

Alfa= String[10];

PComp= ^Comp;

Comp= Record

sD: Alfa;

pNext: PComp

end;

var

pTop: PComp;

sC: Alfa;

Procedure CreateStack(var pTop: PComp; var sC: Alfa);

begin

New(pTop);

pTop^.pNext:=NIL;

pTop^.sD:=sC

end;

Procedure AddComp(var pTop: PComp; var sC: Alfa);

var pAux: PComp;

begin

NEW(pAux);

pAux^.pNext:=pTop;

pTop:=pAux;

pTop^.sD:=sC

end;

Procedure DelComp(var pTop: PComp; var sC:ALFA);

begin

sC:=pTop^.sD;

pTop:=pTop^.pNext

end;

begin

Clrscr;

writeln(' ВВЕДИ СТРОКУ ');

readln(sC);

CreateStack(pTop,sC);

repeat

writeln(' ВВЕДИ СТРОКУ ');

readln(sC);

AddComp(pTop,sC)

until sC='END';

writeln('****** ВЫВОД РЕЗУЛЬТАТОВ ******');

repeat

DelComp(pTop,sC);

writeln(sC);

until pTop = NIL

end.

39. О Ч Е Р Е Д И

Очередью называется динамическая структура данных, добавление ком-

поненты в которую производится в один конец, а выборка осуществляется

с другого конца. Очередь работает по принципу:

FIFO (First-In, First-Out) -

поступивший первым, обслуживается первым.

Для формирования очереди и работы с ней необходимо иметь три пере-

менные типа указатель, первая из которых определяет начало очереди,

вторая - конец очереди, третья - вспомогательная.

Описание компоненты очереди и переменных типа указатель дадим сле-

дующим образом:

type

PComp=^Comp;

Comp=record

D:T;

pNext:PComp

end;

var

pBegin, pEnd, pAux: PComp;

где pBegin - указатель начала очереди, pEnd - указатель конца очере-

ди, pAux - вспомогательный указатель.

Тип Т определяет тип данных компоненты очереди.

Начальное формирование очереди выполняется следующими операторами:

г=====¬ г=====¬ г=====¬

New(pBegin); ¦ *--¦---¬ ¦ ¦ ¦ ¦

L=====- ¦ ¦=====¦ L=====-

pBegin L-->¦ ¦ pEnd

L=====-

г=====¬ г=====¬ г=====¬

pBegin^.pNext:=NIL; ¦ *--¦---¬ ¦ ¦ ¦ ¦

L=====- ¦ ¦=====¦ L=====-

pBegin L-->¦ NIL ¦ pEnd

L=====-

г=====¬ г=====¬ г=====¬

pBegin^.D:=D1; ¦ *--¦---¬ ¦ D1 ¦ ¦ ¦

L=====- ¦ ¦=====¦ L=====-

pBegin L-->¦ NIL ¦ pEnd

L=====-

г=====¬ г=====¬ г=====¬

pEnd:=pBegin; ¦ *--¦---¬ ¦ D1 ¦ ----¦--* ¦

L=====- ¦ ¦=====¦ ¦ L=====-

pBegin L-->¦ NIL ¦<--- pEnd

L=====-

Добавление компоненты в очередь производится в конец очереди:

New(pAux);

г=====¬ г=====¬ г=====¬ г=====¬ г=====¬

¦ *--¦---¬ ¦ D1 ¦ ----¦--* ¦ ¦ ¦ ----¦--* ¦

L=====- ¦ ¦=====¦ ¦ L=====- ¦=====¦ ¦ L=====-

pBegin L-->¦ NIL ¦<--- pEnd ¦ ¦<--- pAux

L=====- L=====-

pAux^.pNext:=NIL;

г=====¬ г=====¬ г=====¬ г=====¬ г=====¬

¦ *--¦---¬ ¦ D1 ¦ ----¦--* ¦ ¦ ¦ ----¦--* ¦

L=====- ¦ ¦=====¦ ¦ L=====- ¦=====¦ ¦ L=====-

pBegin L-->¦ NIL ¦<--- pEnd ¦ NIL ¦<--- pAux

L=====- L=====-

pBegin^.pNext:=pAux;

г=====¬ г=====¬ г=====¬ г=====¬ г=====¬

¦ *--¦---¬ ¦ D1 ¦ ----¦--* ¦ ¦ ¦ ----¦--* ¦

L=====- ¦ ¦=====¦ ¦ L=====- ¦=====¦ ¦ L=====-

pBegin L-->¦ * ¦<--- pEnd ¦ NIL ¦<--- pAux

L=====- L=====-

¦ ^

¦ ¦

L----------------------------

pEnd:=pAux;

г=====¬ г=====¬ г=====¬ г=====¬ г=====¬

¦ *--¦---¬ ¦ D1 ¦ ¦ *--¦---¬ ¦ ¦ ----¦--* ¦

L=====- ¦ ¦=====¦ L=====- ¦ ¦=====¦ ¦ L=====-

pBegin L-->¦ * ¦ pEnd L-->¦ NIL ¦<--- pAux

L=====- L=====-

¦ ^

¦ ¦

L----------------------------

pEnd^.D:=D2;

г=====¬ г=====¬ г=====¬ г=====¬

¦ *--¦---¬ ¦ D1 ¦ ¦ D2 ¦ ----¦--* ¦

L=====- ¦ ¦=====¦ ¦=====¦ ¦ L=====-

pBegin L-->¦ *--¦-------------------->¦ NIL ¦<--- pEnd

L=====- L=====-

Добавление последующих компонент производится аналогично.

Выборка компоненты из очереди осуществляется из начала очереди,

одновременно компонента исключается из очереди. Пусть в памяти ЭВМ

сформирована очередь, состоящая из трех элементов:

г=====¬ г=====¬ г=====¬ г=====¬ г=====¬

¦ *--¦---¬ ¦ D1 ¦ ¦ D2 ¦ ¦ D3 ¦ ----¦--* ¦

L=====- ¦ ¦=====¦ ¦=====¦ ¦=====¦ ¦ L=====-

pBegin L-->¦ *--¦------>¦ *--¦------>¦ NIL ¦<--- pEnd

L=====- L=====- L=====-

Выборка компоненты выполняется следующими операторами:

D1:=pBegin^.D;

pBegin:=pBegin^.pNext;

г=====¬ г=====¬ г=====¬ г=====¬ г=====¬

¦ *--¦---¬ ¦ D1 ¦ ¦ D2 ¦ ¦ D3 ¦ ----¦--* ¦

L=====- ¦ ¦=====¦ ¦=====¦ ¦=====¦ ¦ L=====-

pBegin ¦ ¦ ¦ --->¦ *--¦------>¦ NIL ¦<--- pEnd

¦ L=====- ¦ L=====- L=====-

¦ ¦

L--------------

Пример. Составить программу, которая формирует очередь, добавляет

в нее произвольное количество компонент, а затем читает все компонен-

ты и выводит их на экран дисплея. В качестве данных взять строку сим-

волов. Ввод данных - с клавиатуры дисплея, признак конца ввода -

строка символов END.

Program QUEUE;

uses Crt;

type

Alfa= String[10];

PComp= ^Comp;

Comp= record

sD:Alfa;

pNext:PComp

end;

var

pBegin, pEnd: PComp;

sC: Alfa;

Procedure CreateQueue(var pBegin,pEnd: PComp; var sC: Alfa);

begin

New(pBegin);

pBegin^.pNext:=NIL;

pBegin^.sD:=sC;

pEnd:=pBegin

end;

Procedure AddQueue(var pEnd:PComp; var sC:Alfa);

var pAux: PComp;

begin

New(pAux);

pAux^.pNext:=NIL;

pEnd^.pNext:=pAux;

pEnd:=pAux;

pEnd^.sD:=sC

end;

Procedure DelQueue(var pBegin: PComp; var sC: Alfa);

begin

sC:=pBegin^.sD;

pBegin:=pBegin^.pNext

end;

begin

Clrscr;

writeln(' ВВЕДИ СТРОКУ ');

readln(sC);

CreateQueue(pBegin,pEnd,sC);

repeat

writeln(' ВВЕДИ СТРОКУ ');

readln(sC);

AddQueue(pEnd,sC)

until sC='END';

writeln(' ***** ВЫВОД РЕЗУЛЬТАТОВ *****');

repeat

DelQueue(pBegin,sC);

writeln(sC);

until pBegin=NIL

end.

40. Л И Н Е Й Н Ы Е С П И С К И

В стеки или очереди компоненты можно добавлять только в какой -

либо один конец структуры данных, это относится и к извлечению компо-

нент.

Связный (линейный) список является структурой данных, в произволь-

но выбранное место которого могут включаться данные, а также изымать-

ся оттуда.

Каждая компонента списка определяется ключом. Обычно ключ - либо

число, либо строка символов. Ключ располагается в поле данных компо-

ненты, он может занимать как отдельное поле записи, так и быть частью

поля записи.

Основные отличия связного списка от стека и очереди следующие:

-для чтения доступна любая компонента списка;

-новые компоненты можно добавлять в любое место списка;

-при чтении компонента не удаляется из списка.

Над списками выполняются следующие операции:

-начальное формирование списка (запись первой компоненты);

-добавление компоненты в конец списка;

-чтение компоненты с заданным ключом;

-вставка компоненты в заданное место списка (обычно после компо-

ненты с заданным ключом);

-исключение компоненты с заданным ключом из списка.

Для формирования списка и работы с ним необходимо иметь пять пере-

менных типа указатель, первая из которых определяет начало списка,

вторая - конец списка, остальные- вспомогательные.

Описание компоненты списка и переменных типа указатель дадим сле-

дующим образом:

type

PComp= ^Comp;

Comp= record

D:T;

pNext:PComp

end;

var

pBegin, pEnd, pCKey, pPreComp, pAux: PComp;

где pBegin - указатель начала списка, pEnd - указатель конца списка,