Линейные списки

• Линейный список - множество, состоящее из n>=0 элементов (узлов), структура которого ограничивается их одномерным (линейным) относительным положением, определяемым свойствами:

• если n>0, Node₁ - первый узел;

• если 1<i<n, Node_i, i-му узлу предшествует Node_i-1, следует Node_i+1;

• Node_n - последний узел списка;

• n=0 - список пуст.

Для представления линейного списка можно использовать массив (в непрерывной памяти) или ссылочную структуру, называемую связным списком (в связанной памяти).

Формы представления линейных списков в оперативной памяти

• В ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЙ ПАМЯТИ (В ВИДЕ МАССИВА):

рис.1. Список в последовательной памяти

ВАРИАНТ ОПИСАНИЯ СТРУКТУРЫ Const SIZE=10; Var List:array[1..SIZE] of Real; Top: 0..SIZE;

1. для размещения списка выделяется сплошной участок памяти; его размер известен заранее и остается неизменным;

2. узлы списка располагаются в последовательных участках памяти, один узел следует сразу за другим;

3. для обозначения текущей длины списка требуется либо дополнительная переменная, либо специальное значение в последней или в следующей за ней ячейке памяти.

• В СВЯЗАННОЙ ПАМЯТИ (В ВИДЕ СВЯЗНОГО СПИСКА):

рис.2. Список в связанной памяти

Type List=^Node; Node=record info:Real; // поле данных next:List; // поле-ссылка end; VAR HEAD:List; // адрес первого узла

1. список – это набор записей (узлов), каждая из которых имеет, по крайней мере, одно поле данных и ссылку на следующий элемент (узел);

2. память под узлы списка выделяется при необходимости в теле программы;

3. используется дополнительная переменная, задающая адрес первого узла; другие элементы списка могут быть найдены с ее помощью при перемещении по ссылкам.

• СРАВНЕНИЕ ФОРМ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ (ЗАПОЛНИТЕ ПУСТЫЕ МЕСТА - РИСУНКИ ИЛИ КОД)

1. Связный список (-): дополнительное пространство для размещения связей.

2. Массив (-): состояние переполнения возникает чаще, чем в связных списках.

3. Доступ к k-му элементу:

   Массив:

   Связный список:

4. Вставка k-го узла:

   Массив:

   Связный список:

5. Удаление k-го узла:

   Массив:

   Связный список:

6. Связный список (+): проще организовать объединение/разбиение двух списков.

7. Связный список (+): неявный выигрыш за счет частичного перекрытия совместно используемых областей памяти.

8. Связный список (+): позволяет организовать более сложные структуры, чем линейные списки.

9. Связный список (-): Зависит от типа компьютеров. Если элементы списка принадлежат разным страницам ОЗУ, то доступа к ним может выполняться существенно дольше.