- •Структуры и алгоритмы обработки данных
- •Логическая и физическая структуры данных
- •Классификация структур данных
- •Основные операции над структурами данных
- •Алгоритм и примеры задач, решаемых с помощью алгоритмов
- •Адресация и распределение памяти
- •Адресные пространства и модели оперативной памяти
- •Формирование физического адреса в реальном режиме
- •Особенности адресации в защищенном режиме
- •Кэширование
- •Анализ алгоритмов
- •Быстродействие – основной показатель эффективности алгоритма
- •Подсчет числа простейших операций
- •Лучший, средний и худший случаи
- •Алгоритмы и платформы
- •Виртуализация памяти
- •Использование кэша
- •Выравнивание данных
- •Рандомизированные алгоритмы
- •Общая характеристика записей и способы описания в Delphi
- •Многоуровневые записи
- •Выравнивание и упакованные записи
- •Записи с вариантной частью
- •Массивы
- •Общая характеристика массивов
- •Статические (стандартные) массивы
- •Многомерные статические массивы
- •Свойства статических массивов
- •Открытые массивы
- •Динамические массивы
- •Динамические векторы
- •Многомерные динамические массивы
- •Массивы типа Variant
- •Вставка и удаление в массиве
- •Связные списки и алгоритмы их обработки
- •Списки и их разновидности
- •Односвязный список
- •Общая характеристика односвязного списка
- •Структура элемента односвязного списка
- •Формирование односвязного списка
- •Просмотр односвязного списка
- •Вставка элемента в односвязный список
- •Удаление элемента из односвязного списка
- •Линейный двухсвязный список
- •Структура элемента двухсвязного списка
- •Реализация операций в линейном двухсвязном списке
- •Нелинейный двухсвязный список
- •Нелинейный трехсвязный список
- •Определение плекса и его общие признаки
- •Иерархическая списковая структура. Сетевая структура
- •Достоинства и недостатки связных списков
- •Функциональные и свободные списки
- •Общая характеристика функционального и свободного списка
- •Методы формирования свободного списка
- •Стеки, очереди, деки и операции в них
- •Общая характеристика
- •Очередь
- •Динамические множества и словари
- •Общая характеристика
- •Операции в динамических множествах
- •Деревья
- •Общая характеристика и некоторые определения
- •Представление дерева в памяти
- •Естественное представление дерева
- •Представление дерева с помощью вектора
- •Представление дерева с использованием списков сыновей
- •Методы обхода деревьев
- •Бинарное дерево
- •Структура бинарного дерева
- •Формирование бинарного дерева
- •Обход бинарного дерева
- •Преобразование любого дерева к бинарному дереву
- •Включение и исключение в дереве
- •Включение в дереве
- •Исключение в дереве
- •Поиск: определение и общая терминология
- •Линейный (последовательный) поиск
- •Последовательный поиск в упорядоченной таблице
- •Последовательный поиск при накоплении запросов
- •Индексно-последовательный поиск
- •Бинарный поиск
- •Поиск, использующий бинарное дерево
- •Сортировка
- •Общие сведения и некоторые определения
- •Внутренняя сортировка
- •Сортировка прямыми включениями
- •Сортировка бинарными включениями
- •Сортировка прямым выбором
- •Сортировка прямым обменом
- •Сортировка методом Шелла
- •Сортировка с помощью бинарного дерева
- •Пирамидальная сортировка
- •Быстрая сортировка разделением
- •Внешняя сортировка
- •Сортировка прямым слиянием
- •Сортировка естественным слиянием
- •Сортировка многопутевым слиянием
- •Многофазная сортировка
- •Хеширование и хеш-таблицы
- •Общие сведения и определения
- •Коллизии при хешировании
- •Разрешение коллизий при хешировании
- •Разрешение коллизий методом открытой адресации
- •Разрешение коллизий методом цепочек
- •Функции хеширования
- •Поисковые деревья
- •Бинарное дерево поиска
- •Структура бинарного дерева поиска и алгоритм поиска
- •Вставка элемента в бинарное дерево поиска
- •Удаление из бинарного дерева поиска
- •Красно-черные деревья
- •Определение красно-черного дерева, структура его элементов
- •Повороты
Многоуровневые записи
В записи некоторые поля сами могут представлять собой записи. Например, дополним объявление типа TStud объявлением следующего типа:
TStudent = Record
SelfStud: TStud;
Faculty: (FITR, MSF, ATF, MTF);
Military: Boolean;
End;
где поля Faculty и Military предназначены для хранения соответственно названия факультета, на котором обучается студент, и признака «служил в армии / не служил». Пусть к тому же переменная Student имеет тип TStudent. Тогда в селекторах некоторых полей может появиться третья компонента, например,
Student.SelfStud.Fam:= ’Иванов’;
Student.SelfStud.Group:= ’107312’;
Student.Military:= True;
Записи, примером которых является запись Student, называются двухуровневыми записями. В общем случае, возможно любое количество уровней: трехуровневые записи, четырехуровневые и т. д.
Выравнивание и упакованные записи
Современные процессоры устроены таким образом, что они считывают данные отдельными порциями по 4 байта. Кроме того, эти порции всегда выравниваются по границе двойного слова. Это означает, что если данное «переходит» границу 4 байта, то процессору придется выдать две команды на считывание памяти: первая команда на считывание первой части данного, а вторая на считывание второй части. Затем процессор соединит две части и отбросит ненужные биты.
Все глобальные и локальные примитивные данные выравниваются должным образом. Данное типа Record компилятор Delphi выравнивает автоматически. Для этого он добавляет незначащие (пустые) байты. Пусть, например, объявлен следующий тип:
TRec = Record
ValByte: Byte;
ValLongWord: LongWord;
End;
и переменная Rec этого типа. На первый взгляд применение функции sizeof к типу TRec (или к переменной Rec) даст размер 5 байт. Однако верным ответом будет 8 байт. Дело в том, что компилятор вставит между полями ValByte и ValLongWord три дополнительных байта, чтобы выровнять поле ValLongWord по 4-хбайтовой границе. Адреса записи Rec и ее первого поля ValByte будут совпадать, а адрес поля ValLongWord будет больше адреса ValByte на 4.
Если тип объявить следующим образом:
TRec = packed Record
ValByte: Byte;
ValLongWord: LongWord;
End;
то функция SizeOf(TRec) даст результат 5. Но в этом случае доступ к полю ValLongWord потребует больше времени, чем в предыдущем примере, поскольку граница 4 байт будет «пересекать» слот этого поля. Следовательно, на практике желательно пользоваться следующей рекомендацией: если используется ключевое слово packed, то сначала целесообразно объявить 4‑байтные поля, или поля, размер которых кратен 4, а потом уже все остальные.
Выравнивание данных помогает выполнять диспетчер распределения памяти Delphi. Он выравнивает не только 4‑байтные значения по границе 4 байт, но 8-байтные по границе 8 байт. Это имеет большое значение для вещественных переменных: операции с числами с плавающей точкой выполняются быстрее, если переменные выровнены по границе 8 байт.