Реализация списков с помощью указателей
Реализация списков с помощью указателей освобождает от использования непрерывной области памяти для хранения списка. Это позволяет избавиться от перемещения элементов списка при вставке или удалении элементов. Однако ценой за это удобство становится дополнительная память для хранения указателей. Структура списка, реализованного с помощью указателей, представлена на рис.2.14. Список представлен записью LIST, состоящей из двух полей: last и elements. В поле last хранится число элементов списка, а в поле elements - указатель на первый элемент списка. Элемент списка хранится в записи, состоящей из двух полей: element и next. Поле element содержит значение элемента списка, а поле next - указатель на следующий элемент списка.
Реализация операторов INSERT и DELETE представлена блок-схемами на рис.2.15 и 2.16 соответственно. Реализация этих же операторов на языке Pascal представлена в листинге 2.5.
Листинг 2.5
type
position=integer;
ptrcell=^celltype;
celltype= record
element:elementtype;
next:ptrcell
end;
LIST = record
elements:^celltype;
last:position
end;
function Seek(p:position; L:LIST):ptrcell;
{Seek возвращает указатель в списке L на элемент с номером p (p=1,2,...,L.last}
var q:ptrcell; i:position;
begin
q:=L.elements; i:=1;
while i<>p do
begin
q:=q^.next; i:=i+1
end;
return(q);
end; {Seek}
procedure INSERT(x:elementtype; p:position; var L:LIST);
(INSERT вставляет элемент x в позицию p в списке L}
var
q,n:ptrcell;
begin
if (p>L.last+1) or (p<1) then error('Такой позиции не существует')
else
begin
q:=Seek(p,L); new(n); n^.element:=x; n^.next=q^.next; q^.next=n;
L.last:=L.last+1;
end
end; {INSERT}
procedure DELETE(p:position; var L:LIST);
{DELETE удаляет элемент в позиции p списка L}
var
q,qp:ptrcell;
begin
if (p>L.last) or (p<1) then error('Такой позиции не существует')
else
begin
if p=1 then
begin
q:=L.elements; L.elements:=q^.next
end
else
begin
qp:=Seek(p-1,L); q:=qp^.next; qp^.next:=q^.next;
end;
dispose(q); L.last:=L.last-1;
end
end; {DELETE}
Реализация списков с помощью курсоров
Некоторые языки программирования Fortran, Algol не имеют указателей. В этом случае указатели можно моделировать с помощью курсоров.
На рис. 2.17 показаны два списка M=a,b,c и L=d,e, вложенные в один массив SPACE длиной 10. Ячейки массива не занятые элементами списков образуют свободный список.
Реализация оператора INSERT списка, представленного с помощью указателей показана на рис.2.18. Реализация данного оператора на языке Pascal показана в листинге 2.6.
Реализацию остальных операторов списка сделайте самостоятельно.
Листинг 2.6
const
maxlen=100; { или другое подходящее число }
type
position=integer;
celltype= record
element:elementtype;
next:position
end;
LIST = record.
elements:position;
last:position
end;
var
SPACE=array[1..maxlength] of celltype;
free:position; {курсор, указывающий на свободный элемент}
function Seek(p:position; L:LIST):position;
{Seek возвращает курсор в списке L на элемент с номером p=1,2,...,L.last}
var q, i:position;
begin
q:=L.elements;
i:=1;
while i<>p do
begin
q:=SPACE[q].next; i:=i+1
end;
return(q);
end; {Seek}
procedure INSERT(x:elementtype; p:position; var L:LIST);
(INSERT вставляет элемент x в позицию p в списке L}
var
q,n:position; i:position;
begin
if L.last>=maxlen then error('Список полон')
else if (p>L.last+1) or (p<1) then error('Такой позиции не существует')
else
begin
q:=Seek(p,L);
n:=free; free:=SPACE[n].next; {Эти два оператора заменяют new(n)}
SPACE[n].element:=x; SPACE[n].next=SPACE[q].next; SPACE[q].next=n;
L.last:=L.last+1;
end
end; {INSERT}