4.2. Линейные связанные структуры данных

Для организации связей между элементами динамической структуры данных требуется, чтобы каждый элемент содержал кроме информационных значений как минимум один указатель. Отсюда следует, что в качестве элементов таких структур необходимо использовать записи, которые могут объединять в единое целое разнородные элементы. В простейшем случае элемент динамической структуры данных (узел) должен состоять из двух полей: информационного ( i ) и указательного ( L ). Соответствующие им объявления в Pascal будут иметь вид:

Type u = ^Uzl;

Uzl = Record

i :Integer;

L :u;

End;

Var h :u; { голова списка }

Правило: Тип указателя на элемент динамической структуры данных может и должен быть описан перед описанием типа этого элемента.

Схематично такую структуру данных можно показать следующим образом:

или в более простой форме, указывая только значения информационных полей:

Линейный список (ЛС) — это данные динамической структуры, которые представ­ляют собой совокупность линейно связанных однородных элементов (узлов) и для кото­рых разрешены следующие действия:

1) получить доступ к i-му узлу (читать, записать);

2) включить (вставить) новый узел перед i-м узлом;

3) удалить i-й узел;

4) объединить два (или более) списков в один список;

5) определить количество узлов в списке;

6) разбить список на два (или более) списков;

7) выполнить сортировку узлов по информационным полям узлов и т.п.;

Замечания.

1. На практике редко требуются все эти операции в самом общем виде.

2. Операции 1, 2, 3 для специальных случаев i=1 и i=n особо выделяются, поскольку проще получить доступ к первому и последнему узлам, чем к произвольному узлу.

3. Очень часто встречаются ЛС, в которых операции «включение», «исключение» и «получить доступ», почти всегда применяются к первому или последнему узлам. В этом смысле различают «стек», «очередь» и «дек» (см. ниже).

4. ЛС – структура с последовательным доступом, элементы которой связаны ссылками, поэтому операции вставки и удаления элементов сводятся к перекоммутации соответствующих ссылок между элементами.

Примеры работы с линейным списком приведены ниже.

5.3.1. Создание лс.

Исходные данные для информационных полей узлов считываются из текстового файла.

Procedure List (Var f :Text; Var h :u);

Var t :u;

Begin Reset(f); New(h); Read ( f, h^.i ); {создали первый узел}

t:=h; {t – указатель на текущий узел, вначале указывает на первый }

While Not Eof( f ) Do Begin

New( t^.L); {создали новый узел и подключили его к предыдущему узлу}

t:=t^.L; {перешли на новый узел и

Read(f, t^.i); заполнили его информационную часть}

End;

t^.L:=Nil; {ссылка из последнего узла равна Nil}

Close(f);

End;

Более изящно выглядит рекурсивный вариант создания списка.

Function ListR ( k :Integer) :u;

Var t :u;

Begin

If k=0 Then ListR:=Nil {ссылочное поле последнего узла есть Nil }

Else Begin {создание очередного узла}

New(t); Read ( f, t^.i ); {создали новый узел и

t^.L := ListR (k - 1); подключили его к следующему узлу}

ListR:=t;

End;

End;

Вызов: ….. h:=ListR(FileSize(f)); …..