ЛЕКЦИЯ № 8. Абстрактные структуры данных
1. Абстрактные структуры данных
Структурированные типы данных, такие как массивы, множества, записи, представляют собой статические структуры, так как их размеры неизменны в течение всего времени выполнения программы.
Часто требуется, чтобы структуры данных меняли свои размеры в ходе решения задачи. Такие структуры данных называются динамическими. К ним относятся стеки, очереди, списки, деревья и др.
Описание динамических структур с помощью массивов, записей и файлов приводит к неэкономному использованию памяти ЭВМ и увеличивает время решения задач.
Каждая компонента любой динамической структуры представляет собой запись, содержащую, по крайней мере, два поля: одно поле типа «указатель», а второе – для размещения данных. В общем случае запись может содержать не один, а несколько указателей и несколько полей данных. Поле данных может быть переменной, массивом, множеством или записью.
Если в указующей части содержится адрес одного элемента списка, то список называется однонаправленным (или односвязным). Если же он содержит две компоненты, то двусвязным. Над списками можно проводить различные операции, например:
1) добавление элемента к списку;
2) удаление элемента из списка с заданным ключом;
3) поиск элемента с заданным значением ключевого поля;
4) сортировка элементов списка;
5) деление списка на два и более списков;
6) объединение двух и более списков в один;
7) другие операции.
Однако, как правило, необходимости во всех операциях при решении различных задач не возникает. Поэтому в зависимости от основных операций, которые необходимо применить, существуют различные виды списков. Наиболее популярные из них – это стек и очередь.
2. Стеки
Стеком называется динамическая структура данных, добавление компоненты 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:
1) начальное формирование стека (запись первой компоненты);
2) добавление компоненты в стек;
3) выборка компоненты (удаление).
Для формирования стека и работы с ним необходимо иметь две переменные типа «указатель», первая из которых определяет вершину стека, а вторая – вспомогательная.
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 символов. Ввод данных – с клавиатуры, 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 РЕЗУЛbТАТОВ ******');
repeat
DelComp(pTop, sC);
writeln(sC);
until pTop = NIL;
end.
3. Очереди
Очередью называется динамическая структура данных, добавление компоненты 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».
Конец ознакомительного фрагмента.