- •Структуры данных и алгоритмы их обработки (Учебное пособие)
- •Москва 2007
- •1. Структуры данных и алгоритмы 6
- •1.2. Информация и ее представление
- •1.2.1. Природа информации
- •1.2.2. Хранение информации
- •1.2.3. Классификация структур данных
- •1.3. Операции над структурами данных
- •1.4. Порядок алгоритма
- •1.5. Структурность данных и технологии программирования
- •Контрольные вопросы
- •2. Простые структуры данных
- •2.1. Порядковые типы
- •2.2. Целочисленный тип
- •2.3. Символьный тип
- •2.4. Перечисляемый тип
- •2.5. Интервальный тип
- •2.6. Логический тип
- •2.7. Битовый тип
- •2.8. Вещественный тип
- •2.9. Указательный тип
- •Контрольные вопросы
- •3. Объектные типы данных
- •3.1. Объявление и реализация классов
- •Interface
- •Implementation
- •3.2. Директивы видимости
- •3.3. Свойства классов
- •3.4. Структурированная обработка ошибок
- •3.5. Применение объектов
- •Контрольные вопросы
- •4. Статические структуры данных
- •4.1. Векторы
- •4.2. Массивы
- •4.3. Множества
- •4.4. Записи
- •4.5. Таблицы
- •4.6. Операции над статическими структурами
- •4.6.1. Алгоритмы поиска
- •4.6.2. Алгоритмы сортировки
- •Самые медленные алгоритмы сортировки
- •Быстрые алгоритмы сортировки
- •Самые быстрые алгоритмы сортировки
- •Сортировка слиянием
- •Контрольные вопросы
- •5. Полустатические структуры данных
- •5.1. Стеки
- •5.1.1. Стеки в вычислительных системах
- •5.2. Очереди fifo
- •5.2.1. Очереди с приоритетами
- •5.2.2. Очереди в вычислительных системах
- •5.3. Деки
- •5.3.1. Деки в вычислительных системах
- •5.4. Строки
- •5.4.1. Операции над строками
- •5.4.2. Представление строк в памяти
- •3 A b d 8 p q r s t u V w
- •V w ptr nil
- •1 8 П р е д с т а в
- •2 7 ? Л е н и е ?
- •1 8 С т р о к и з
- •1 8 В е н ь я м и
- •1 8 С у п р а в л
- •1 8 Я е м о й д л
- •1 4 И н о й ? ? ? ? nil
- •6.2. Связные линейные списки
- •6.2.1. Машинное представление связных линейных списков
- •Inf next
- •Inf next
- •Inf nil
- •6.2.2. Реализация операций над связными линейными списками
- •Inf next
- •Inf next
- •Inf next
- •Inf next
- •Inf next
- •Inf next
- •Inf next
- •Inf next
- •Inf next
- •Inf next
- •Inf next
- •Inf next
- •6.2.3. Применение линейных списков
- •6.3. Нелинейные разветвленные списки
- •6.3.1. Основные понятия
- •6.3.2. Представление списковых структур в памяти
- •6.3.3. Операции обработки списков
- •6.4. Язык программирования lisp
- •6.5. Управление динамически выделяемой памятью
- •Контрольные вопросы
- •7. Нелинейные структуры данных
- •7.1. Графы и деревья
- •(B) (a) (b) (a)
- •V0 v1 v2 v5 v6 v3 v4 v7 v8 v9 v10 (v0) (v1) (v7) (v8) (v9) (v10) (v3) (v2) (v4) (v5) (v6)
- •7.3. Бинарные деревья
- •7.3.1. Представление бинарных деревьев
- •7.3.2. Прохождение бинарных деревьев
- •7.4. Алгоритмы на деревьях
- •7.4.1. Сортировка с прохождением бинарного дерева
- •7.4.2. Сортировка методом турнира с выбыванием
- •7.4.3. Применение бинарных деревьев для сжатия информации
- •7.4.4. Представление выражений с помощью деревьев
- •7.5. Представление сильноветвящихся деревьев
- •Контрольные вопросы
- •8. Методы ускорения доступа к данным
- •8.1. Хеширование данных
- •8.1.1. Функции хеширования
- •8.1.2. Оценка качества хеш-функции
- •8.1.3. Методы разрешения коллизий
- •8.1.4. Переполнение таблицы и рехеширование
- •8.2. Организация данных для поиска по вторичным ключам
- •8.2.1. Инвертированные индексы
- •8.2.2. Битовые карты
- •Контрольные вопросы
- •Листинги рабочих примеров
- •1. Создание и управление списковыми объектами
- •Interface
- •Implementation
- •Interface
- •Implementation
- •3. Моделирование работы стека
- •Interface
- •Implementation
- •Interface
- •Implementation
- •4. Создание и редактирование бинарных деревьев
- •5. Создание и редактирование сильноветвящихся деревьев
- •Задания для самостоятельной работы
- •Литература
- •144Кафедра Вычислительной Техники и Программирования Московского Государственного Открытого Университета
4.3. Множества
Множеством называется неупорядоченная совокупность элементов порядкового типа, элементами которого могут быть величины типов ShortInt, Byte, Char, а также интервального и перечисляемого. Элементы множества могут принимать все значения базового типа, их количество не должно превышать 256. В табл. 4.6 перечислены операции, которые определены над множествами S, S1, S2.
Табл. 4.6. Операции над множествами.
Обозначение |
Название |
Результат |
e in S |
Принадлежность элемента e множеству S. |
Логический. |
S1 = S2 |
Равенство S1 и S2. |
- « - |
S1 <> S2 |
Неравенство S1 и S2. |
- « - |
S1 <= S2 |
Включение S1 в S2. |
- « - |
S1 => S2 |
Включение S2 в S1. |
- « - |
S1 + S2 |
Объединение S1 и S2. |
Множество элементов, принадлежащих S1 или S2. |
S1 - S2 |
Разность S1 и S2. |
Множество элементов S1, не принадлежащих S2. |
S1 * S2 |
Пересечение S1 и S2. |
Множество элементов, принадлежащих S1 и S2. |
В языке Паскаль для задания типа-множества есть зарезервированные слова set и of с помощью которых следует указать элементы множества в виде перечисления или диапазона:
type
< имя > = set of < тип >;
где
< имя > – идентификатор типа множества;
< тип > – идентификатор или определение типа элементов.
Примеры определения множеств:
type
TNumber=setof0..9;
TOperation = set of (Plus, Minus, Mult, Divide);
TSymbols = setofChar;
Тип множества может быть определен и при объявлении переменных:
var
Symbols: TSymbols;
Operation: TOperation;
Digits:setof0..9;
Значением переменной-множества может быть любое сочетание элементов, заданных ее типом. Чаще всего значение переменной-множества задается конструктором множества, т.е. перечислением его элементов в квадратных скобках:
Digits:=[1, 3, 5, 7, 9]; { нечетные цифры }
Symbols:=[‘A’..’Z’, ‘a’..’z’]; { латинский алфавит }
Символьные множества хранятся в памяти также как и числовые. Разница лишь в том, что хранятся не числа, а коды ASCII символов. Множество может быть пустым, т.е. не иметь ни одного элемента: Symbols:= [ ].
Множество в памяти хранится как массив битов, в котором каждый бит указывает, является ли элемент принадлежащим объявленному множеству или нет. Число байтов, выделяемых для данных типа множество, вычисляется по формуле:
ByteSize = (max div 8)-(min div 8)+1
где max и min – верхняя и нижняя границы базового типа данного множества.
Номер байта для элемента Е вычисляется по формуле:
ByteNumber = (E div 8)-(min div 8)
а номер бита внутри байта по формуле:
BitNumber = E mod8
Например, переменная следующего типа:
type
TVideo= (MDA,CGA,HGC,EGA,EGAm,VGA,VGAm,SVGA,PGA,XGA);
в памяти будет занимать:
ByteSize = (9 div8)-(0div8)+1 = 2 байта