16. Применение связынных списков , очередей . И.Т.Д Очереди, стеки, связанные списки и деревья

Как известно, программы состоят из двух частей — алгоритмов и структур данных. В хорошей программе эти составляющие эффективно дополняют друг друга. Выбор и реализация структуры данных насколько же важны, как и процедуры для обработки данных. Способ организации и доступа к информации обычно определяется природой программируемой задачи. Таким образом, для программиста важно иметь в своем распоряжении приемы, подходящие для различных ситуаций.

Степень привязки типа данных к своему машинному представлению находится в обратной зависимости от его абстракции. Другими словами, чем более абстрактными становятся типы данных, тем больше концептуальное представление о способе хранения этих данных отличается от реального, фактического способа их хранения в памяти компьютера Простые типы, например, char или int, тесно связаны со своим машинным представлением. Например, машинное представление целочисленного значения хорошо аппроксимирует соответствующую концепцию программирования. По мере своего усложнения типы данных становятся концептуально менее похожими на свои машинные эквиваленты. Так, действительные числа с плавающей точкой более абстрактны, чем целые числа. Фактическое представление типа float в машине весьма приблизительно соответствует представлению среднего программиста о действительном числе. Еще более абстрактной является структура, принадлежащая к составным типам данных.

На следующем уровне абстракции сугубо физические аспекты данных отходят на второй план вследствие введения механизма доступа (data engine) к данным, то есть механизма сохранения и полученияинформации. По существу, физические данные связываются с механизмом доступа, который управляет работой с данными из программы. Именно механизмам доступа к данным и посвящена эта глава.

Существует четыре механизма доступа:

• Очередь (queue)

• Стек (stack)^[1]

• Связанный список (linked list)^[2]

• Двоичное дерево (binary tree)^[3]

17. Итеративные алгоритмы..

18. Невычислительные задачи

19. Метод последовательно бинарного поиска. Алгоритм и его реализация в С++

Последовательный поиск

Постановка задачи: пусть дан массив из N элементов. Необходимо определить номер элемента, который обладает определенными свойствами (чаще всего речь идет просто об элементе с определенным значением, равным k), или установить что такого элемента в массиве нет.

Если массив является неупорядоченным, то единственный алгоритм поиска, применимый в этом случае – последовательный. Суть метода – последовательно перебираются все элементы массива, если на каком-то шаге цикла обнаруживается, что массив закончился или обнаруживается искомый элемент, то цикл заканчивается.

Пример фрагмента программы

const

N = 100;

var

a : array[1..N] of integer;

i,k : integer;

begin

{ввод массива, k}

i:=1;

while (i<=N)and(a[i]<>k) do inc(i);

{после окончания цикла i равно номеру искомого элемента, а если элемент не найден, то i=N+1 }

end.

Использование цикла while вместо for обусловлено сокращением количества сравнений, если нужный элемент находится близко к началу массива. В этом случае, как только элемент будет найден, цикл прекратит свою работу.

Возможна следующая оптимизация этого алгоритма. Добавим искомый элемент на N+1 место в массиве и перепишем программу следующим образом:

const

N = 100;

var

a : array[1..N+1] of integer;

i,k : integer;

begin

{ввод массива, k}

a[N+1]:=k;

i:=1;

while (a[i]<>k) do inc(i);

{после окончания цикла i равно номеру искомого элемента}

end.

Очевидно, что при такой модификации элемент будет найден либо в середине массива, либо на в позиции N+1, поэтому проверку на выход за границы массива можно не делать, потому что условие цикла (a[i]<>k) обязательно нарушится еще в границах массива. После отработки этого цикла i равно N+1, если элемента с заданным значением в массиве не найдено, или равно номеру этого элемента.