- •Оглавление
- •Введение
- •Раздел 1. Основные структуры данных
- •Тема 1. Введение в структуры данных. Динамическое распределение памяти
- •Классификация структур данных
- •1.2. Переменные-указатели и динамическое распределение памяти.
- •Например, указатели на простейшие базовые типы вводятся следующим образом:
- •Var pStr1,pStr2 :TpString; {переменные-указатели на строки}
- •1.3. Дополнительные вопросы использования переменных-указателей
- •1.4. Контрольные вопросы по теме
- •Тема 2. Структуры данных “стек” и “очередь”
- •2.1. Что такое стек и очередь?
- •2.2. Статическая реализация стека
- •2.3. Динамическая реализация стека
- •{Ссылочный тип для адресации элементов стека}
- •2.4. Статическая реализация очереди
- •2.5. Динамическая реализация очереди
- •{Ссылочный тип для адресации элементов очереди}
- •2.6. Практические задания
- •2.7. Контрольные вопросы по теме
- •Тема 3. Основы реализации списковых структур
- •3.1. Структуры данных типа “линейный список”
- •3.2. Первый способ статической реализации списка.
- •3.3. Второй способ статической реализации списка.
- •3.4. Управление памятью при статической реализации списков
- •3.5. Динамическая реализация линейных списков
- •3.6. Практические задания
- •3.7. Контрольные вопросы по теме
- •Тема 4. Усложненные списковые структуры
- •4.1. Двунаправленные линейные списки
- •4.2. Комбинированные структуры данных: массивы и списки указателей
- •4.3. Комбинированные структуры данных: массивы и списки списков
- •4.4. Практические задания.
- •4.5. Контрольные вопросы по теме
- •Тема 5. Основные понятия о древовидных структурах
- •5.1. Основные определения
- •5.2. Двоичные деревья
- •5.3. Идеально сбалансированные деревья
- •5.4. Практические здания
- •5.5. Контрольные вопросы по теме
- •Тема 6. Реализация поисковых деревьев
- •Двоичные деревья поиска.
- •6.2. Добавление вершины в дерево поиска
- •6.3. Удаление вершины из дерева поиска
- •6.4. Практические задания
- •Контрольные вопросы по теме
- •Тема 7. Дополнительные вопросы обработки деревьев. Графы.
- •Проблемы использования деревьев поиска
- •7.2. Двоичные деревья с дополнительными указателями
- •7.3. Деревья общего вида (не двоичные).
- •Представление графов
- •Практические задания
- •Контрольные вопросы по теме
- •Раздел 2. Алгоритмы сортировки и поиска
- •Тема 1. Классификация методов. Простейшие методы сортировки
- •1.1. Задача оценки и выбора алгоритмов
- •1.2. Классификация задач сортировки и поиска
- •1.3. Простейшие методы сортировки: метод обмена
- •1.4. Простейшие методы сортировки: метод вставок
- •1.5. Простейшие методы сортировки: метод выбора
- •1.6. Практическое задание
- •1.7. Контрольные вопросы по теме
- •Тема 2. Улучшенные методы сортировки массивов
- •2.1. Метод Шелла
- •2.2. Метод быстрой сортировки
- •2.3. Пирамидальная сортировка
- •2.4. Практическое задание
- •2.5. Контрольные вопросы по теме
- •Тема 3. Специальные методы сортировки
- •3.1. Простейшая карманная сортировка.
- •3.2. Карманная сортировка для случая повторяющихся ключей
- •3.3. Поразрядная сортировка
- •3.4. Практическое задание
- •3.5. Контрольные вопросы по теме
- •Тема 4. Поиск с использованием хеш-функций
- •4.1. Основные понятия
- •4.2. Разрешение конфликтов: открытое хеширование
- •4.3. Разрешение конфликтов: внутреннее хеширование
- •4.4. Практические задания
- •4.5. Контрольные вопросы по теме
- •Тема 5. Внешний поиск и внешняя сортировка
- •5.1. Особенности обработки больших наборов данных
- •5.2. Организация внешнего поиска с помощью б-деревьев.
- •5.4. Поиск элемента в б-дереве.
- •5.5. Добавление вершины в б-дерево
- •5.6. Удаление вершины из б-дерева
- •5.7. Внешняя сортировка
- •5.8. Практические задания
- •5.9. Контрольные вопросы по теме
- •Основные термины и понятия
- •Литература
5.8. Практические задания
Задание 1. Разработать программу для имитации обработки простейшего Б-дерева второго порядка. Программа должна выполнять следующие действия:
построение Б-дерева для заданного набора вершин, начиная с пустого дерева
добавление отдельной вершины
поиск заданной вершины
удаление заданной вершины
вывод Б-дерева в наглядном виде
Имитация обработки определяется тем, что файлы для хранения элементов дерева не используются.
Задание 2. Разработать программу сортировки файлов методом естественного слияния. Для простоты этап предварительной сортировки фрагментов для получения начальных серий не реализуется. Должны использоваться 5 файлов – входной и 4 вспомогательных. Исходный набор заполняется случайными числами в диапазоне от 1 до 1 миллиона.
5.9. Контрольные вопросы по теме
В чем состоят особенности задач внешнего поиска и сортировки?
Какой критерий является основным для алгоритмов внешнего поиска и сортировки?
Для решения каких задач используется структура данных Б-дерево?
Что называется страницей Б-дерева?
Почему страничная организация Б-дерева является эффективной для решения задачи внешнего поиска?
Каким условиям должно удовлетворять Б-дерево?
Какими свойствами обладает Б-дерево как дерево поиска?
Как оценивается эффективность использования Б-деревьев для задач внешнего поиска?
Какие данные должна содержать страница Б-дерева?
Какие описания необходимы для определения Б-дерева как структуры данных?
Какие шаги включает алгоритм поиска в Б-дереве?
Какие основные шаги включает алгоритм добавления вершины в Б-дерево?
Что происходит при попытке добавления новой вершины на полностью заполненную страницу Б-дерева?
К чему может привести процесс расщепления полной страницы Б-дерева при добавлении новой вершины?
В каких случаях высота Б-дерева может увеличиться на единицу?
Приведите практический пример добавления вершины в простейшее Б-дерево.
Какие особенности возникают при программной реализации алгоритма добавления новой вершины в Б-дерево?
Почему при добавлении новой вершины в Б-дерево необходимо запоминать путь от корневой страницы к терминальной?
Какие параметры использует рекурсивная подпрограмма добавления новой вершины в Б-дерево?
Приведите схему рекурсивной подпрограммы добавления новой вершины в Б-дерево.
Что должна делать главная программа при добавлении новой вершины в Б-дерево?
Какие основные шаги включает алгоритм удаления вершины из Б-дерева?
Как обрабатывается удаление вершины из Б-дерева для терминальной и нетерминальной страницы?
Как находится элемент-заменитель для удаляемой из Б-дерева вершины?
Какая ситуация может возникнуть после удаления вершины с одной из страниц Б-дерева?
За счет чего сохраняется необходимая структура Б-дерева после удаления вершины?
Зачем и как выполняется перераспределение вершин между двумя соседними страницами при удалении вершины из Б-дерева?
Зачем и как выполняется объединение двух страниц при удалении вершины в Б-дереве?
К каким последствиям может привести процесс слияния соседних страниц при удалении вершин из Б-дерева?
Приведите практический пример удаления вершины из простейшего Б-дерева.
Какие особенности имеет программная реализация удаления вершины из Б-дерева?
Какие параметры должна иметь рекурсивная подпрограмма удаления вершины из Б-дерева?
Приведите схему рекурсивной подпрограммы удаления вершины из Б-дерева.
В чем состоит принцип слияния двух упорядоченных последовательностей?
Какие шаги выполняет алгоритм слияния двух упорядоченных последовательностей?
Как используется алгоритм слияния последовательностей для сортировки данных?
Что такое серия и как это понятие используется при сортировке данных?
Как можно улучшить сортировку файлов методом естественного слияния?
В чем состоит первый этап внешней сортировки?
В чем состоит второй этап внешней сортировки?
Какие необходимы вспомогательные файлы при внешней сортировке и как они используются?
Как можно уменьшить число вспомогательных файлов, используемых при внешней сортировке?
За счет чего можно ускорить сортировку файлов?
Как влияет число вспомогательных файлов на эффективность внешней сортировки?