4.2. Комбинированные структуры данных: массивы и списки указателей

Рассмотренные выше способы объединения элементов могут комбинироваться друг с другом, образуя достаточно сложные структуры. Самый простой случай такого взаимодействия уже был упомянут выше – имеется в виду массив указателей на объекты базового типа. Для удобства повторим соответствующие описания:

type TRec = record {описание базового типа-записи}

x, y : integer;

name : string;

end;

TpRec = ^TRec; {описание ссылочного типа}

var ArrOfPointer : array[1..100] of TpRec;

{объявление массива указателей на записи}

Поиск заданного элемента в данном случае реализуется очень просто:

i:= 1;

While ( i <= 100 ) and ( ArrOfPointer [ i ]^.name <> ‘заданное значение’) do i := i + 1;

Добавление нового элемента предполагает выделение памяти для этого элемента и включение в массив ссылок адреса элемента:

ArrOfPointer [ i ] := pTemp;

Массив указателей позволяет быстро и эффективно производить перестановку элементов. Например, для перестановки элементов i и j достаточно выполнить три простых присваивания:

pTemp := ArrOfPointer [ i ];

ArrOfPointer [ i ] := ArrOfPointer [ j ];

ArrOfPointer [ j ] := pTemp;

Эти присваивания переставляют лишь значения адресов в соответствующих элементах, НЕ перемещая сами базовые объекты, которые могут занимать значительные объемы памяти.

Вместо массива можно организовать линейный список указателей на базовые объекты. Каждый элемент такого списка содержит два поля: указатель на соседний элемент и указатель на базовый объект. Поскольку структура базового объекта отличается от структуры элемента списка, их надо описывать отдельно и вводить два ссылочных типа данных.

TypepInf= ^TInf; {ссылочный тип для адресации базовых объектов}

TInf = record {тип-базовая структура}

<описание полей базовой структуры данных>

end;

pItem = ^TItem;

{ссылочный тип для адресации элементов списка указателей}

TItem = record {описание структуры элемента списка указателей}

next : pItem; {поле-указатель на соседний элемент списка}

baseObject : pInf; {поле-указатель на базовый объект}

end;

next

baseObject

next

baseObject

next

baseObject

next = nil

baseObject

. . . . .

Базовый объект

Базовый объект

Базовый объект

Базовый объект

Естественно, что список указателей может иметь заголовок и быть двунаправленным. В любом случае обработка полей базовых объектов выполняется с помощью соответствующих указателей (поле baseObject) в элементах списка. Например, если pCurrent определяет адрес текущего элемента списка, то выражение pCurrent^.baseObject определяет адрес соответствующего базового объекта, а выражение pCurrent^.baseObject^ - сам базовый объект.

Добавление нового элемента требует двукратного выделения памяти: сначала для самого базового объекта (переменная-указатель pTempObject типа pInf), потом – для элемента списка (переменная-указатель pTemp типа pItem). Основные операции:

• new (pTempObject);

• “заполнение полей базовой структуры pTempObject^ ”;

• new (pTemp);

• pTemp^.baseObject := pTempObject;

• “добавление элемента в список”;

Аналогично, удаление элемента требует двукратного освобождения памяти: сначала – для базового объекта, потом – для элемента списка. Как и в случае использования массива, очень легко производится перестановка двух элементов за счет взаимной замены адресных полей baseObject без перемещения самих базовых объектов.

next

baseObject

Базовый объект

next

baseObject

Базовый объект

…..

Пусть pCurrent1 и pCurrent2 - указатели на элементы списка, у которых надо обменять базовые объекты. Тогда сам обмен реализуется с помощью вспомогательной переменной pTempObject типа pInf следующим образом:

pTempObject := pCurrent1^.baseObject;

pCurrent1^.baseObject := pCurrent2^.baseObject;

pCurrent2^.baseObject := pTempObject;

Отметим, что операции перестановки очень часто используются в алгоритмах сортировки массивов и списков.