7.5.1Проблема указателей

Также как использование блок-схем привело к созданию запутанных алгоритмов (глава 4), а бессистемное употребление оператора goto — к появлению плохо спроектированных программ (глава 5), необдуманное использование указателей может служить причиной излишней сложности и подверженности структур данных ошибкам. Чтобы внести порядок в этот хаос, многие языки программирования ограничивают гибкость указателей. Например, в языке Java указатели в общей форме запрещены. Вместо этого он разрешает использование ограниченной формы указателей, называемой ссылкой. Одно из различий состоит в том, что ссылку нельзя изменить, применив арифметическую операцию. То есть если Java-программист захочет переместить ссылку Next на следующую запись в непрерывном списке, ему придется использовать оператор типа переназначить Next на следующую запись списка тогда как С-программист может применить оператор, эквивалентный следующему: присвоить Next значение Next + 1

Обратите внимание, что оператор Java лучше отражает желаемую цель. Более того, для успешного выполнения оператора Java в списке должна существовать еще хотя бы одна запись, а в случае, если Next уже указывает на последнюю запись списка, оператор С приведет к тому, что Next будет содержать адрес каких-то не относящихся к списку данных — эту ошибку часто делают начинающие и даже опытные С-программисты.

7.6 Деревья

Последняя структура данных, с которой мы познакомимся, — это деревья (tree), которыми являются организационные диаграммы типичных компаний (рис. 7.14). Здесь президент находится на вершине, от которой отходят линии к вице-президентам, за которыми следуют региональные менеджеры и т. д. Чтобы дать интуитивное определение дерева, мы наложим дополнительное ограничение, состоящее в том (в терминах организационной диаграммы), что ни один сотрудник компании не подчиняется двум разным начальникам. То есть разные ветви организации не сливаются на нижнем уровне.

Каждый элемент дерева называется узлом (node) (рис. 7.15). Узел, находящийся наверху, называется корневым (root node). Если перевернуть рисунок вверх ногами, этот узел будет находиться на месте основания или корня дерева. Узлы на противоположном конце дерева называются терминальными (terminal node) (или листовыми). Если мы выберем любой нетерминальный узел дерева, то обнаружим, что он вместе с узлами, находящимися ниже, также образует дерево. Эти меньшие структуры называются поддеревьями (subtrees). Иногда мы рассматриваем структуру деревьев так, как если бы каждый узел порождал узлы, находящиеся сразу же под ним. Так определяются предки и потомки. Потомки узла называются дочерними узлами (children), а его предок —родителем (parent). Узлы, имеющие одного и того же родителя, называются братьями (siblings). И, наконец, можно определить глубину дерева (depth) как количество узлов в наиболее длинном пути от корня до листа. Другими словами, глубина дерева — это количество горизонтальных уровней в нем.

В следующих главах мы часто будем встречаться с деревьями, поэтому сейчас нет необходимости работать над приложениями. Далее в этом разделе и во время обсуждения организации индексов в главе 8 мы увидим, что данные, в которых требуется проводить быстрый поиск данных, часто организованы в виде дерева, а в главе 10 узнаем, как можно проанализировать игру в терминах деревьев.