- •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
Задания для самостоятельной работы
Работа некоторого устройства кодируется одним байтом. Самый старший разряд байта позволяет определить состояние устройства (1 – включено, 0 – выключено). Остальные разряды задают режим работы. Привести пример подпрограммы, устанавливающей заданный режим работы устройства, если оно включено. Подпрограмма должна быть функцией, возвращающей True при задании режима и False, если устройство выключено. Пример режима xx101x1 (x – прежнее значение разряда).
Работа 8 различных устройств кодируется одним байтом. Разряд байта с порядковым номером n позволяет определить состояние данного устройства (1 – включено, 0 – выключено). Привести пример подпрограммы, определяющей работу любого числа заданных устройств. Например, определить, включены ли устройства с порядковыми номерами 1,4,7.
Создать множество из чисел Фибоначчи: F(n)=F(n-1)+F(n-2), F(0)=0, F(1)=1. Множество должно содержать N первых чисел последовательности.
Привести пример подпрограммы считывания числовых данных из текстового файла. Данные вещественного типа, расположены в файле в один столбец. Подпрограмма-функция должна возвращать True при успешном срабатывании и False при ошибке, а объем прочитанных данных через параметр-переменную.
Привести пример подпрограммы, выполняющей транспонирование матрицы. Подпрограмма-процедура должна получать матрицу A (параметр-переменная) и ее размерность N.
Массив объявлен следующим образом:
var r: array [10..25] of Real;
Определить, сколько занимает в памяти массив, смещение к элементу с порядковым номером 5, адрес элемента с порядковым номером 10.
В массиве содержится 100 вещественных чисел. Выполнить их сортировку. Обосновать выбор алгоритма сортировки.
Массив объявлен следующим образом:
var w: array [10..15][5..10] of Word;
Определить, сколько занимает в памяти массив и смещение к элементу [12,8].
Массив объявлен следующим образом:
var w: array [1..100][1..50] of Word;
Привести пример подпрограммы удаления заданного столбца или строки.
Создать динамический массив, размерностью N вещественных чисел. Инициализировать его случайными числами в диапазоне [0..1]. Вычислить процент чисел (от общего объема), меньших числа, заданного пользователем. Вывести результат и удалить массив из памяти.
Информация о студенте включает: ФИО, порядковый номер, название факультета, номер специальности, дату рождения, адрес проживания, телефон. Информация о студентах хранится в виде записей в массиве. Отсортировать всех студентов в алфавитном порядке. Обосновать выбор алгоритма сортировки.
Информация о студенте включает: ФИО, порядковый номер, название факультета, номер специальности, дату рождения, адрес проживания, телефон. Создать список L класса TList и разработать процедуру добавления в него данных-записей о студентах.
Информация о студенте включает: ФИО, порядковый номер, название факультета, номер специальности, дату рождения, адрес проживания, телефон. Информация о студентах хранится в виде записей в списке L класса TList. Разработать процедуру, выполняющую поиск данных (по полю записи) о требуемом студенте в списке.
В списке L класса TList находятся адреса N объектов. Удалить список L из памяти.
Использовать следующий прототип функции для выполнения арифметических операций:
TOperation = function(x,y,z: Integer): Real;
Привести пример реализации программного модуля с процедурами, демонстрирующими работу с кольцевой очередью. Работа очереди должна быть построена на структуре данных «вектор» и «связный список».
Разработать функцию поиска указанной строки в текстовом файле. При обнаружении первого вхождения строки функция должна возвращать True и координаты первого символа, False при отсутствии искомой строки.
Разработать функцию инвертирования заданной строки.
Разработать алгоритм доступа к массиву числовых данных используя механизм хеширования. Применить закрытый метод адресации для разрешения коллизий.