Тема 18. ЛІНІЙНІ СПИСКИ

Стек і черга є лінійними списками, множина допустимих операцій над якими обмежена операціями над першим або останнім елементом. Далі розглядатимуться списки, над якими припустимі довільні дії. Найбільш ефективно у спискових структурах реалізуються операції вставки та видалення елементів, оскільки вони, на відміну від операцій видалення і вставки елементів масиву, не потребують зсуву групи елементів. В наступному списку представлені всі можливі варіанти застосування цих двох операцій:

∙створення списку, тобто внесення першого елемента до списку;

∙додавання елемента в кінець списку;

∙додавання елемента на початок списку;

∙вставка елемента в середину списку;

∙видалення елемента з початку списку;

∙видалення елемента з кінця списку;

∙видалення елемента з середини списку.

Узагальному випадку для роботи з однозв’язним лінійним списком потрібні такі

покажчики:

∙покажчик head на початок списку;

∙покажчик current на поточний елемент списку;

∙покажчик previous на елемент, розташований перед поточним;

∙покажчик newptr на елемент, що додається до списку;

∙покажчик last на кінець списку.

Урозв’язаннях конкретних задач можуть використовуватися не всі покажчики.

Далі розглядатимуться алгоритми основних операцій над однозв’язним лінійним списком. Кожний елемент однозв’язного списку можна реалізувати записом Item вигляду:

Додавання елемента в кінець списку виконується за алгоритмом додавання елемента до черги, а додавання елемента на початок списку – за алгоритмом додавання елемента до стеку. Ці операції вже розглядалися в попередніх лекціях. Так само вже розглядалася операція видалення елемента з початку списку, що здійснюється за алгоритмом видалення елемента зі стеку або черги.

Залишилося розглянути решту операцій, припускаючи, що при додаванні елемента для

нього вже була створена динамічна змінна newptr^ та було введене значення у його поле data.

Алгоритм створення одноелементного списку

1.Ініціалізувати початок списку: head:=newptr;

2.Ініціалізувати кінець списку: last:=newptr;

3.Записати ознаку того, що перший елемент є останнім: head^.next:=nil.

Алгоритм вставки елемента всередину списку

Нехай новий елемент має бути вставлений між елементами previous^ та current^ (рис.1).

1.Новий елемент вважати наступним для previous^: previous^next:=newptr.

2.Елемент current^ вважати наступним для нового елемента: newptr^.next:=current.

54

Рис.1. Вставка елемента в середину списку

Алгоритм видалення елемента зсередини списку

Нехай видаляється елемент current^, розташований безпосередньо за елементом previous^ (рис.2).

1.Вважати, що за елементом previous^ буде розташований той елемент, що раніше знаходився за елементом current^: previous^.next:= current^.next;

2.Звільнити пам'ять із-під елемента current^: Dispose(current);

Рис.2. Видалення елемента зсередини списку

Алгоритм видалення елемента з кінця списку

Нехай на передостанній елемент посилається покажчик previous.

1.Записати до передостаннього елемента ознаку кінця списку: previous^.next:=nil;

2.Звільнити пам'ять із-під колишнього останнього елемента: Dispose(last);

3.Вважати останнім колишній передостанній елемент: last:= previous.

Програмна реалізація вище наведених алгоритмів представлена в прикладі обробки впорядкованого за алфавітом списку слів. Вважається, що користувач може додавати та видаляти слова зі списку і при цьому список має залишатися впорядкованим. Видалення відбувається так: користувач вводить деяке слово, а програма шукає це слово в списку. Якщо слово, знайдене, програма його видаляє, якщо ні – відображає повідомлення про безрезультатність пошуку.

Алгоритм роботи з алфавітним переліком слів з використання спискових структур

1.Вважати список порожнім

2.Вивести меню для роботи зі списком.

3.Якщо натиснута клавіша I, додати елемент до списку.

3.1.Виділити пам'ять для нового елемента.

3.2.Ввести нове слово та ініціалізувати ним поле даних нового елемента.

3.3.Якщо список порожній, вважати щойно утворений елемент списком.

3.4.Якщо список непорожній, визначити місце розташування нового елемента та вставити його до списку.

4.Якщо натиснута клавіша D, видалити елемент зі списку.

4.1.Ввести слово, що видаляється.

4.2.Якщо список порожній, вивести відповідне повідомлення.

55

4.3.Якщо список непорожній, проглядати значення елементів списку доти, доки введене слово не буде знайдено або доки список не буде вичерпано.

4.4.Якщо елемент із введеним значенням поля даних було знайдено, то його слід видалити.

4.5.Якщо введене слово не збігається зі значенням інформаційного поля жодного елемента списку, вивести повідомлення про відсутність шуканого елемента у списку.

5.Якщо натиснута клавіша Q, вийти з програми.

Програма Yrok8 реалізує розглянутий алгоритм. Крім процедур вставки та видалення, на увагу в цій програмі заслуговують:

∙функція SearchPlaceDelete, що виконує пошук введеного слова у списку;

∙процедура SearchPlaceInsert, яка відшукує позицію для вставки нового елемента.

Вобох цих підпрограмах здійснюється послідовний перебір елементів списку, під час якого шляхом циклічного виконання присвоєння current:=current^.next змінюється значення

покажчика current. Оскільки елемент, на який посилається покажчик previous, має бути попереднім для елемента, що на нього посилається current, то перш ніж змінна current набуде нового значення, її старе значення має бути збережене у змінній previous.

program Yrok8; {$APPTYPE CONSOLE}

{====створення одноелементного списку====} procedure CreateFirstItem;

end;

{====вставка елемента на початок списку====} procedure InsertBeginning;

begin

newptr^.next:=head; {зв"язати новий елемент з вершиною списку}

56

{====пошук позиції вставки списку=====} procedure SearchPlaceInsert;

begin

current:=head; {поточний покажчик на початок списку} repeat

previous:=current; {покажчик на попередній елемент} current:=current^.next; {покажчик на наступний елемент}

else flag:=current^.data>=str; {інакше, ознака продовження пошуку} until flag;

end;

{====вставка елемента в середину списку=====} procedure InsertIntoMiddle;

begin

previous^.next:=newptr; {зв"язок попереднього і нового елементів} newptr^.next:=current; {зв"язок нового і наступного елементів} end;

{====додавання слова до списку=====} procedure Insert;

begin

write('input element: '); readln(str); {ввести значення елемента}

{====пошук елемента для видалення=====} function SearchPlaceDelete: boolean;

begin

current:=current^.next; {не буде знайдено потрібний елемент або кінець списку}

57

until (current^.data=str) or (current^.next=nil); SearchPlaceDelete:=current^.data=str;

end;

{====видалення елемента з середини списку=====} procedure DelMiddle;

begin previous^.next:=current^.next;

dispose(current); {звільнити пам"ять} end;

{====видалення слова зі списку=====} procedure Delete;

begin

if head=nil then {Якщо список порожній, вивести повідомлення} begin

writeln('List is empty. Press ENTER ...');

begin

write('input value: '); readln(str); {ввести слово, що видаляється}

writeln(str,' not found in list. Press ENTER ...'); readln;

end;

end;

end;

{====виведення списку=====} procedure OutList;

then writeln('List is empty') {то вивести повідомлення}

write('output list: '); repeat

write(current^.data,' '); {вивести значення елемента} current:=current^.next; {перемістити покажчик на наступний елемент}

58

writeln;

end;

{====Головна програма ====}

write('enter comman: I - input D - delete Q - quit '); {меню програми}

Результат роботи програ ми Yrok8 зображений на рис.1.

Рис.3 Результат роботи програми Yrok8. Обробка списку слів, впорядкованих за алфавітом

59