Методы организации и хранения линейных списков
Линейный список - это конечная последовательность однотипных элементов (узлов), возможно, с повторениями. Количество элементов в последовательности называется длиной списка, причем длина в процессе работы программы может изменяться.
Линейный список F, состоящий из элементов D1,D2,...,Dn, записывают в виде последовательности значений заключенной в угловые скобки F=, или представляют графически (см.рис.12).
| D1
а |
D2
а |
D3
а |
... а | Dn |
Например, F1=< 2,3,1>,F2=< 7,7,7,2,1,12 >, F3=< >. Длина списков F1, F2, F3 равна соответственно 3,6,0.
При работе со списками на практике чаще всего приходится выполнять следующие операции:
- найти элемент с заданным свойством;
- определить первый элемент в линейном списке;
- вставить дополнительный элемент до или после указанного узла;
- исключить определенный элемент из списка;
- упорядочить узлы линейного списка в определенном порядке.
В реальных языках программирования нет какой-либо структуры данных для представления линейного списка так, чтобы все указанные операции над ним выполнялись в одинаковой степени эффективно. Поэтому при работе с линейными списками важным является представление используемых в программе линейных списков таким образом, чтобы была обеспечена максимальная эффективность и по времени выполнения программы, и по объему требуемой памяти.
Методы хранения линейных списков разделяются на методы последовательного и связанного хранения. Рассмотрим простейшие варианты этих методов для списка с целыми значениями F=.
При последовательном хранении элементы линейного списка размещаются в массиве d фиксированных размеров, например, 100, и длина списка указывается в переменной l, т.е. в программе необходимо иметь объявления вида
float d[100]; int l;
Размер массива 100 ограничивает максимальные размеры линейного списка. Список F в массиве d формируется так:
d[0]=7; d[1]=10; l=2;
Полученный список хранится в памяти согласно схеме на рис.13.
| l: | 2 | ||||||
| d: | 7 | 10 | ... | ||||
| [0] | [1] | [2] | [3] | [98] | [99] | ||
При связанном хранении в качестве элементов хранения используются структуры, связанные по одной из компонент в цепочку, на начало которой (первую структуру) указывает указатель dl. Структура образующая элемент хранения, должна кроме соответствующего элемента списка содержать и указатель на соседний элемент хранения.
Описание структуры и указателя в этом случае может имееть вид:
typedef struct snd /* структура элемента хранения */ { float val; /* элемент списка */ struct snd *n ; /* указатель на элемент хранения */ } DL; DL *p; /* указатель текущего элемента */ DL *dl; /* указатель на начало списка */
Для выделения памяти под элементы хранения необходимо пользоваться функцией malloc(sizeof(DL)) или calloc(l,sizeof(DL)). Формирование списка в связанном хранении может осуществляется операторами:
p=malloc(sizeof(DL)); p->val=10; p->n=NULL; dl=malloc(sizeof(DL)); dl->val=7; dl->n=p;
В последнем элементе хранения (конец списка) указатель на соседний элемент имеет значение NULL. Получаемый список изображен на рис.14.
Рис.14. Связное хранение линейного списка.
