- •1. Абстрагирование типов
- •1.1. Понятие типа данных
- •1.1.1. Простые типы
- •1.1.2. Абстрактные типы
- •2. Идентификация объектов
- •2.1. Именование
- •2.2. Указание
- •2.2.1. Организация адресного пространства оперативной
- •2.2.2. Понятие указателя
- •2.2.3. Действия над указателями
- •2.2.4. Связывание идентификатора объекта с его
- •3. Время жизни объекта. Классы памяти
- •3.1. Понятие “времени жизни” объекта
- •3.2. Классы памяти
- •3.2.1. Статическая память
- •3.2.2. Автоматическая память
- •3.2.3. Динамическая память
- •4. Динамические структуры данных
- •4.1. Метод вычисляемого и хранимого адреса.
- •4.2. Понятие динамической структуры данных
- •4.3. Линейные динамические структуры данных (списки)
- •4.3.1. Основные виды списков
- •4.4. Односвязные списки
- •4.4.1. Включение узла в начало списка
- •4.4.2. Создание списка из n узлов за счет добавления
- •4.4.3. Создание списка из n узлов за счет добавления
- •4.4.4. Исключение узла из начала списка
- •4.4.5. Перестановка указателя
- •4.4.6. Поиск в списке узла по заданному условию
- •4.4.7. Включение нового узла в список за тем узлом, на
- •4.4.8. Исключение из списка узла за тем узлом, на
- •4.4.9. Исключение из списка узла, на который предварительно
- •4.4.10. Разрушение списка
- •4.4.11. Программный модуль, реализующий операции
- •4.5. Односвязные циклические списки
- •4.6. Двусвязные списки
- •4.6.1. Включение нового узла в список за тем узлом, на
- •4.6.2. Исключение из списка узла, на который
- •4.7. Ортогональные списки (мультисписки)
- •4.8. Разнородные списки
- •4.9. Управление динамической памятью
- •4.9.1. Администратор кучи
- •4.9.2. Алгоритмы выделения участков памяти по запросу
- •4.9.3. Фрагментация
- •4.9.4. Накопление мусора
- •4.9.5. Висящие ссылки
- •5. Множественная интерпретация объектов
- •5.1. Совместимость типов. Приведение и преобразование типов
- •5.2. Методы совмещения типов
- •5.2.1. Запись с вариантной частью
- •5.2.2. Использование директивы absolute
- •5.2.3. Параметры без типа
- •5.2.4. Открытые массивы
- •5.2.5. Наложение масок с помощью указателей
- •6. Рекурсивные структуры данных
- •6.1. Итерация и рекурсия в программировании
- •6.1.1. Понятие рекурсии
- •6.1.2. Итеративная и рекурсивная схема организации
- •6.2. Задача о “ханойских башнях”
- •6.3. Виды рекурсивных структур данных
- •6.3.1. Арифметические выражения
- •6.3.2. Динамические линейные структуры данных: списки
- •6.3.3. Иерархические линейные структуры данных: наборы
- •6.4. Эффективность рекурсивных вычислений
- •7. ИерархическиеНелинейные структуры данных.Деревья
- •7.1. Деревья общего вида
- •7.2. Бинарные деревья
- •7.3. Представление бинарных деревьев
- •7.3.1. Представление бинарных деревьев на статической
- •7.3.2. Представление бинарных деревьев на
- •7.4. Алгоритмы обхода бинарных деревьев
- •7.5. Виды бинарных деревьев
- •7.5.1. Сбалансированные деревья
- •7.5.2. Дихотомические деревья (деревья поиска)
- •7.5.3. Деревья выражений
- •7.6. Программный модуль, реализующий операции
- •Список рекомендуемой литературы
4.2. Понятие динамической структуры данных
Динамической структуройназывается упорядоченное множество объектов, состав и взаимное расположение которых в процессе выполнения программы может динамически изменяться. Динамические структуры конструируются пользователем с использованием связанной организации памяти и метода хранимого адреса.
Операции по модификации динамических структур:
создание / разрушение структуры
включение объектов в структуру / исключение объектов из структуры
выделение подмножества объектов структуры по определенным признакам
объединение нескольких подмножеств объектов в определенном порядке в единую структуру.
В зависимости от отношения порядка, определенного на множестве объектов, различают линейные и нелинейные структуры данных.
4.3. Линейные динамические структуры данных (списки)
Линейной динамической структурой (списком)называется множество объектов (элементов, узлов)S={si}, i=1,...,n,на котором определены отношения предшествования / следования, причем для любого объектаsi, i=2,...,n-1существует единственный “предшественник”si-1и единственный “последователь”si+1. Объектs1не имеет предшественника и является первым элементом списка, объектsnне имеет последователя и является “хвостом” списка. Ситуация n=0 определяет особое состояние: “список пуст”.
Реализация динамической структуры линейного списка на связанной памяти требует включения в структуру каждого его элемента полей для связи с соседними элементами. В зависимости от того, с каким количеством соседних объектов связан данный объект в списке, различаются односвязные, двусвязные и многосвязные списки.
4.3.1. Основные виды списков
СТЕК– структура, у которой включение / исключение элементов и доступ к элементам производится на одном конце структуры, называемом верхушкой стека (рис. 19). Для стека характерна дисциплина обслуживания “последним пришел – первым обслужен” (LIFO – Last Input First Output).
Рис. 19. Структура стека
ОЧЕРЕДЬ– структура, у которой включение элемента производится в хвост, а исключение элемента и доступ к элементам выполняются в начале списка (рис. 20). Для очереди характерна дисциплина обслуживания “первым пришел – первым обслужен” (FIFO – First Input First Output).
Рис. 20. Структура очереди
ДЕК(двусторонняя очередь) – операции включения / исключения элементов и доступ к элементам выполняются как в начале, так и в хвосте списка.
СПИСКИ ПРОИЗВОЛЬНОГО ВИДА– операции включения / исключения элементов выполняются в любой точке структуры, возможен доступ к произвольному элементу списка.
4.4. Односвязные списки
Каждый элемент односвязного списка содержит одно или несколько информационных полей и единственное поле связи.
Элемент хранения односвязного списка описывается следующим образом:
Type Plist=^List; List= record info: word; link: plist; end; |
{ указатель на узел списка } { описание узла списка } { информационное поле узла } { поле связи узла } |
Var first: PList; p: PList; x: word; |
{ указатель на первый узел списка } { вспомогательный указатель }
|
На рис. 21 представлен пример структуры односвязного списка.
Рис. 21. Структура односвязного списка
На первый элемент списка указывает указатель first. Если список пуст, тоfirst = nil. Если список не пуст, то к атрибуту любого его элемента (например, первого) можно получить доступ через указатель.
x:=first ^.info; p:=first ^.link; |
{ значение информационного поля первого элемента } { значение поля связи первого элемента – адрес второго элемента } |
К атрибутам любого элемента списка, кроме первого, возможен дистанционный доступ.
x:=first ^.link ^.info; |
{ значение информационного поля второго элемента } |
Дистанционный доступ ко второму узлу списка эквивалентен следующей последовательности операторов:
p:=first ^.link; x:=p^.info; |
{ установка вспомогательного указателя на второй узел списка } { значение информационного поля второго узла списка } |