Алгоритмический язык Паскаль (стр. 17 из 31)

STR^- сама динамическая переменная;

STR^.elem - поле символьного значения (информационное поле);

STR^.sled - поле ссылки.

ПРИМЕР 7. Схема образования цепочки динамических данных

1. Зарезервировать место в памяти для указателей

2. Зарезервировать место в памяти для значений динамических переменных и поместить их адреса в указатели UKZV и UKSTR:

NEW(UKZV); NEW(UKSTR);

UKSTR

UKZV

3. Заполнить поля ELEM значениями UKSTR^.ELEM:='P';

UKZV^.ELEM:='A':

UKSTR

UKZV

4. Заполнить поля SLED значениями UKSTR^.SLED:=UKZV;

UKZV^.SLED:=NIL:

UKSTR

Nil

Это пример построения цепочки из двух звеньев. Если же звеньев много, то все следует делать в цикле. Рассмотрим пример образования и распечатки цепочки, состоящей из последовательности букв и заканчивающейся ".".

Несколько предварительных соображений по данному примеру:

1) для ссылки на цепочку как единое целое введен указатель UKSTR;

2) для ссылки на очередное звено в цепочке введен указатель UKZV;

3) для продвижения по цепочке от одного звена к другому нужно текущему указателю UKZV присваивать в качестве значения ссылку на это следующее звено: UKZV:= UKZV^.SLED;

4) т.к. поле SLED имеет тип SVYAZ, т.е. ссылку на запись, то можно записать UKZV^.SLED^.SLED, что означает переход на звено, находящееся через звено от исходного;

5) при организации цепочки будем использовать "нулевое" (заглавное) звено, которое указывает на первое звено цепочки и не содержит никакого элемента. Так поступают для удобства обработки цепочки в цикле.

ПРИМЕР 8. Формирование и распечатка цепочки символов

program SOZDANIE_ZEPOCHKI;

type SVYAZ = ^ZVSTR;

ZVSTR = record

elem: char; sled: SVYAZ;

end;

var UKSTR, UKZV: SVYAZ; SYM: char;

begin { Создание головного (нулевого) звена }

¦ new(UKSTR); UKZV:= UKSTR; UKZV^.sled:= nil;

¦ read(SYM);

¦ { Создание всей цепочки}

¦ while SYM <> '.' do

¦ begin

¦ ¦ new(UKZV^.sled); UKZV:= UKZV^.sled;

¦ ¦ UKZV^.elem:= SYM; UKZV^.sled:= nil;

¦ ¦ read(SYM);

¦ end;

¦ UKZV:= UKSTR^.sled; writeln; {Печатьцепочки}

¦ while UKZV <> nil do

¦ begin

¦ ¦ write(UKZV^.elem,' ');

¦ ¦ UKZV:= UKZV^.sled;

¦ end;

end.

ПРИМЕР 9. Процедура удаления из списка SP элемента, содержащего в качестве данных некоторую букву

procedure UDALENIE_VNUTRI(var SP: SVYAZ; BUKVA: char);

var ZV: SVYAZ;

begin

¦ if SP = nil then writeln('Неттакогоэлемента!') else

¦ if SP^.elem <> BUKVA then UDALENIE(SP^.sled, BUKVA)

¦ else begin ZV:=SP; SP:=SP^.sled;

¦ dispose(ZV); end;

end.

ПОЯСНЕНИЕ. Данная процедура является рекурсивной. Выход из рекурсии осуществляется либо по нахождению и удалению соответствующей буквы, либо по достижению конца цепочки (обнаружение ссылки NIL). При удалении звена освобождается место в памяти с помощью DISPOSE.

Последний пример показывает, что для удаления одного элемента из цепочки достаточно применение одного оператора:

SP:= SP^.SLED.

И это действительно так, ибо устранение звена не есть его "физическое" уничтожение, а переброска ссылки на следующее звено, как это показано на схеме

SP	*	elem1	*	elem2	*	…	elemN	Nil

ПРИМЕР 10. Процедура удаления первого элемента цепочки

procedure UDALENIE_NACHALO(var SP: SVYAZ);

var Q: SVYAZ;

begin

¦ if SP^.sled <> nil then

¦ begin

¦ ¦ Q:= SP;

¦ ¦ SP:= SP^.sled;

¦ ¦ dispose(Q);

¦ end

¦ else writeln('Списокпуст!');

end.

ПОЯСНЕНИЕ. Здесь введена вспомогательная переменная Q для временного хранения ссылки на удаляемое звено, прежде чем уничтожить его с помощью DISPOSE.

Вставка нового звена в цепочку занимает уже больше операций, т.к. для этого надо сделать две переброски: одну - из предыдущего звена на новое, вторую - из нового на следующее звено. Кроме того, необходимо образовать само это звено. Названные операции видны в следующей процедуре.

ПРИМЕР 11. Процедура вставки в список элемента, содержащего в качестве данных D, после элемента, содержащего X

procedure VSTAVKA_VNUTRI(var SP: SVYAZ; X, D: char);

var Q: SVYAZ;

begin

¦ if SP = nil then writeln('Неттакогоэлемента!')

¦ else if SP^.elem <> X then VSTAVKA(SP^.sled,X,D)

¦ else begin

¦ ¦ new(Q); Q^.elem:= D;

¦ ¦ Q^.sled:= SP^.sled; SP^.sled:= Q

end. end;

ПОЯСНЕНИЕ. Как и в примере 9, данная процедура является рекурсивной и по ней производится сначала поиск по цепочке звена, содержащего элемент Х, а затем сама вставка (если такое звено найдено).

ПРИМЕР 12. Процедура вставки звена в начало цепочки

procedure VSTAVKA_NACHALO(var SP: SVYAZ; D: char);

var Q: SVYAZ;

begin

new(Q); Q^.elem:= D;

Q^.sled:= SP^.sled;

SP^.sled:= Q

12. ПОНЯТИЕ ОБ ИНФОРМАЦИИ. ДАННЫЕ. СТРУКТУРЫ ДАННЫХ

12.1 Информация

Информатика - наука о способах сбора, хранения, переработки, передачи (распределения) и использования информации. Понятие "информация" является основным (базовым), и здесь можно говорить только о некоторых ее характерных чертах (сравните с понятием алгоритма, которое тоже не является определяемым).

В наиболее общем смысле информация есть неотъемлемое свойство взаимодействия систем. При любом взаимодействии систем всегда идет обмен информацией. Всякая система всегда погружена в какую-либо внешнюю информационную среду, получает из нее информацию, перерабатывает и выдает новую, которая, в свою очередь, может быть получена на входе какой-либо другой системы. Понятие системы может быть многозначным: человек, животное, робот, ЭВМ и пр.

В 40-х гг. XX в. ученый К.Шеннон попытался количественно описать информацию. Он ввел определение количества информации как меры определенности и упорядоченности. Шеннон считал, что с каждой порцией информации, полученной тем или иным объектом (системой), у объекта уменьшается неопределенность по какому-либо вопросу.

12.2 Данные

Под данными понимаются все объекты, с которыми оперирует информатика, в частности, вычислительная система, представленная комплексом аппаратных и программных средств. Вычислительные системы (или просто ЭВМ) работают под управлением программы, которую можно рассматривать как описание множества операций, применяемых к некоторым данным в некоторой последовательности. Данные, существующие во время выполнения программы, можно грубо разбить на два класса:

1. Данные программиста - он их определяет и ими манипулирует - простые данные, массивы, файлы и пр.

2. Данные системы - образуются для служебных целей во время выполнения программ - стеки точек возврата в процедурах, среда ссылок в динамических объектах, списки свободного пространства в памяти, сборка "мусора" и пр. Они создаются операционной системой без участия программиста.

В языках программирования существует большое разнообразие форм данных, которые может определить программист. Непосредственно с данными соприкасается понятие структуры данных, которое представляется как некоторая совокупность объектов, объединенных по какому-либо набору признаков и определенным образом связанных между собой.

Разные классы решаемых на ЭВМ задач характеризуются и разными структурами данных, что находит отражение и в соответствующих языках программирования. Каждый язык программирования ориентирован на определенный набор таких структур:

Структуры	Языки программирования
данных	РАЯ	BASIC	PASCAL
массивы	+	+	+
литеры	+	+	+
множества	-	-	+
файлы	-	+	+
списки	-	-	+

Языки, ориентированные на решение различных классов задач, используют и различные способы представления и обработки структур данных. Однако следует заметить, что любая структура данных отображается на структуру машинной памяти, которая представляет собой линейную последовательность адресуемых ячеек (байтов).

Почти все вопросы, касающиеся данных, тесно переплетаются с операциями, при помощи которых данные обрабатываются. Одним из важных вопросов по работе с данными является доступ к элементам структуры. Некоторые типы данных доступны только целиком, например, числа, логические величины и указатели (ссылки), их называют простыми элементами данных. Другие типы данных разрешают доступ к частям элемента данных, например, массивы, списки, стеки и файлы. Они называются структурированными элементами данных.

Различие между простыми и структурированными элементами данных зависит от языка и типа разрешенных операций доступа. Например, цепочка литер в некоторых языках является простым элементом данных и доступна только целиком в операциях ввода - вывода и при передаче в подпрограммы (данные типа STRING в Паскале). В других же языках индивидуально доступна каждая подцепочка внутри цепочки литер, причем последняя является структурированным элементом данных (литерный массив).

По способу доступа принято выделять структурированные элементы данных трех типов:

1. Прямого доступа. Эта структура позволяет в любой момент времени получить доступ к любому элементу (массив, индексный файл).

2. Последовательного доступа. В этой структуре доступ к произвольному N-му элементу возможен только после перебора предыдущих N-1 элементов (цепочка, файл).

3. Древовидные структуры. Данные этой структуры следуют друг за другом, образуя при этом ответвления.