Двунаправленные списки
Структура двунаправленного связанного списка приводится на рис. 42. Данная структура соответствует следующему объявлению: Type PStroka = ^Stroka;
Stroka = record
Info:string;
Pred,Sled: PStroka;
End;
Рис. 42 Структура двунаправленного списка.
Для построения связей между отдельными элементами списка используются два указателя: Pred – связь с предыдущим элементом и Sled – связь с последующим элементом. Соответственно имеет место ограничение связей элементов списка и слева и справа с помощью пустого указателя nil. Построим список из трёх элементов, как в предыдущем случае и при условиях предыдущей задачи.
New(Spisok); {Начало списка}
Spisok^.Info:=S1; {Запись строки S1 в список}
Spisok^.Pred:=nil; {Ограничение связей списка слева}
New(P); {Новый элемент списка}
P^.Info:=S2; {Запись строки S2 в элемент P}
P^.Pred:=Spisok; {Связь с предыдущим элементом}
Spisok^.Sled:=P;{Подключение элемента два в список}
New(P); {Третий элемент списка}
P^.Info:=S3; Запись строки S3 в элемент P}
P^.Pred:=Spisok^.Sled; {Связь с предыдущим элементом}
Spisok^.Sled^.Sled:=P; {Подключение элемента 3 в список}
P^.sled:=nil; {Конец списка}
P:=nil;
На основе двунаправленного списка возможно формирование кольцевых связанных списков, когда самый первый элемент списка ссылается на последний элемент, а последний – на первый элемент.
Стеки, очереди
Предполагается, что элементы в списках могут добавляться и извлекаться в произвольном порядке. Существуют списки с заранее заданными процедурами добавления и извлечения элементов. Это стеки и очереди. Очередью называется однонаправленный или двунаправленный связанный список с процедурой работы FIFO – First In, First Out (первым пришёл, первым ушёл). В списках типа очередь элемент добавляется в конец списка, а извлекается из начала списка. Стек – связанный список с процедурой работы LIFO – Last In, First Out (последним пришёл, первым ушёл). Элементы стека добавляются в конец списка и извлекаются из конца списка.
Идентифицируется очередь с помощью двух указателей: запоминается начало очереди и конец списка. Стек можно идентифицировать одним указателем, помечая дно стека с помощью nil.
Бинарные деревья
Содержательную информацию часто требуется как-то ранжировать. С целью ранжирования информации вводится понятие ключа. Например, в шахматных программах очередные ходы помечают с помощью числовых критериев оценки текущей позиции. Одним из способов представления ранжированной информации является бинарное дерево.
Бинарное дерево, по определению, - это иерархическая структура, схематично представляемая, например так, как на рис. 43.
Рис. 39. Структура бинарного дерева.
Бинарное дерево имеет узлы, в которые может входить одна ветвь, а выходить не более двух (бинарное). Верхняя вершина не имеет входа и называется корнем. Построить бинарное дерево можно следующим образом. Пусть имеется набор числовых оценок для некоторого ключа, например, такой: 35, 86, 49, 27, 31, 56, 62, 44, 29, 26, 33, 88. Примем, что вправо по ходу дерева, начиная от корня, значение ключа увеличивается, а влево – уменьшается. Тогда получим структуру дерева, представленную на рис. 43. Структуру бинарного дерева синтаксически можно объявить следующим образом:
Type
PDerevo=^Derevo;
Derevo=record
Key:word;
Info: string;
Left,Right: Pderevo;
End;
В заключение рассмотрим такую задачу. Пусть требуется построить очередь для данных, содержащихся в текстовом файле A.txt. Можно записать:
Program Prim;
Type PStroka = ^Stroka;
Stroka = record
Info:string;
Sled: PStroka;
End;
Var T:TextFile;
P,Pbegin,Pend:PStroka;
S:string;
Begin
New(Pbegin);
Pend:=Pbegin;
P:=Pbegin;
AssignFile(T,’A.txt’);
Reset(T);
While not eof(T) do begin
Readln(T,S);
P^.Info:=S;
Pend^.Sled:=P;
Pend:=P;
New(P);
End;
Pend^.sled:=nil;
Dispose(P);
CloseFile(T);
End.
Здесь указаталь Pbegin является идентификатором начала очереди, поэтому ему ещё до начала цикла выделяется память. Указатель Pend необходим для запоминания последнего элемента очереди. Вспомогательный указатель P позволяет обеспечить циклические вычисления. Цикл построен так, что указатель Pend постоянно продвигается по списку, обеспечивая добавление очередного элемента в конец очереди.