3. Последовательная и связанная память. Представление линейных списков в последовательной и связанной памяти. Достоинства и недостатки того и другого представления.

См. также распечатку

• Динамическая структура данных - структура, размер которой может изменяться во время выполнения программы.

Линейный список является динамической структурой

• Линейный список - множество, состоящее из N>=0 элементов (узлов), структура которого ограничивается их одномерным (линейным) относительным положением, определяемым свойствами:

1. если n>0, Node₁ - первый узел

2. если 1<i<n, Node_i, i-му узлу предшествует Node_i-1, следует Node_i+1

3. Node_n - последний узел списка

4. n=0 - список пуст.

При работе с динамическими линейными списками возможно возникновение нехватки (список пуст) и переполнения (список заполнен). При переполнении дальнейшая работа невозможна, так как очередная операция включения не может быть выполнена, нехватка соответствует состоянию «пустой список».

• ФОРМЫ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ СПИСКОВ В ПАМЯТИ

Последовательное распределение	Связанное распределение

• В последовательной памяти (в виде массива)

Для размещения списка выделяется сплошной участок памяти; его размер известен заранее и остается неизменным. Элементы списка располагаются в последовательных ячейках памяти, один узел следует сразу за другим, местонахождение узла X[j] можно вычислить по формуле: LOC(X[j])=L₀+c(j-1)

L₀ - базовый адрес (адрес узла X[1]).

j – номер узла

c – размер значения списка

Для обозначения длины таблицы потребуется либо дополнительная переменная (в примере ниже TOP), либо специальный код в последней (или в следующей за ней) ячейке памяти.

Const ListSize=10 VAR LIST:array[1..ListSize] of Real; Top: 0..ListSize;

Top=0 – список пуст (нехватка) Top= ListSize – список заполнен (переполнение)

или

			*
			^спец значение

• В связанной памяти (в виде массива) (стр.295)

Type List=^Node; Node=record info:real; next:list; end; VAR HEAD:LIST;

Наряду с полем данных используется ссылка на следующий элемент (узел) в списке. Последняя запись имеет в качестве ссылки какое – л. фиксированное значение (nil – в обычном св. списке, адрес первого узла – в кольцевом).

Память под узлы списка выделяется при необходимости, в теле программы. Дополнительно надо использовать переменную, которая будет указывать адрес первого узла, все другие элементы списка могут быть найдены с помощью этого адреса при перемещении по ссылкам.

• ВЫВОДЫ:

1. Связанное распределение (-): дополнительная трата памяти для размещения ссылок на следующий узел.

2. Последовательное (-): состояние нехватки возникает гораздо чаще, чем в случае св. списков (в первом случае размер списка ограничен размером массива, во втором – свободной оперативной памятью).

3. Последовательное (+): быстрее осуществляется обращение к элементам (LIST[k] - для доступа к k-му элементу требуется фиксированное время), а в связанном списке потребуется выполнить k итераций:

i:=1; p:=Head;

while (p<>nil) and (i<k) do

begin

i:=i+1;

p:=p^.next

end;

4. Связанное (+): проще выполняется операция вставки в середину связанного списка (необходимо только переустановка связей). В последовательной таблице (особенно больших размеров) вставка подразумевает перемещение большей части списка.

   В связанной памяти: new(p); p^.info:=X; p^.next:= pr^.next; pr^.next:=p;

   В последовательной памяти: for i:=Top downto k do A[i+1]:=A[i]; A[k]:=X; Top:=Top+1 Число перестановок Min=0 (в конец) Max=N (в начало) Среднее=N/2

5. Связанное (+): проще выполняется операция удаления (необходимо только переустановка связи). При последовательном соединении удаление подразумевает перемещение большей части списка.

   В связанной памяти: pr^.next:=p^.next; dispose(p)

   В последовательной памяти: for i:=k to top-1 do A[i]:=A[i+1]; top:=top-1; Число перестановок Min=0 (в конце) Max=N-1 (в начале) Среднее=(N-1)/2 ~ N/2

6. Связанное распределение: проще организовать объединение/разбиение двух списков.

Пример (хотя бы на картинке)

7. Связанное распределение: неявный выигрыш за счет частичного перекрытия списков, совместно использующих некоторые области памяти.

Пример (хотя бы на картинке)

8. Связанное распределение: возможна организация более сложных структур (из п.7).

5. ОПЕРАЦИИ, ВЫПОЛНЯЕМЫЕ СО СТЕКОМ, ОЧЕРЕДЬЮ И ДЕКОМ. ДЕК С ОГРАНИЧЕННЫМ ВЫХОДОМ И ПОЛНЫЙ ДЕК. СТРУКТУРЫ ДАННЫХ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ СТЕКА, ОЧЕРЕДИ, ДЕКА С ОГРАНИЧЕННЫМ ВЫХОДОМ И ПОЛНОГО ДЕКА.

• СМ. РАСПЕЧАТКУ!!!

Все перемешано!!! Возьмите за основу текст распечатки.

Следует

1. дать определения этих трех структур

2. привести описание стека/очереди в непрерывной и связной памяти

3. описать процедуры добавления/удаления элементов в виде псевдокода И/ИЛИ для непрерывной памяти И/ИЛИ для связанной памяти.

4. Затем сказать, что полный дек – комбинация двух очередей (в непрерывной памяти или в виде двусвязного списка), а дек с ограниченным выходом – комбинация стека и очереди (описание добавления/удаления в этих структурах Вами уже будут описаны выше, просто сделайте ссылку).