- •Аннотация
- •Условия использования
- •Оглавление
- •Содержание
- •Только для взрослых
- •Десять лет спустя
- •Чему нас учат семья и школа?
- •Крошка сын к отцу пришел
- •Азбучные истины
- •Что я могу ещё сказать?
- •Благодарности
- •Детям до 16-ти
- •Глава 1 Путь далек у нас с тобою…
- •Компьютер
- •Компилятор
- •Личный багаж
- •Компьютерная литература
- •В здоровом теле – здоровый дух
- •Вместе весело шагать по просторам!
- •Повторение – мать учения
- •Соглашения
- •Итоги
- •Глава 2 Вместо теории
- •Миф о думающих машинах
- •Загадочные коды
- •Языки программирования и компиляторы
- •Следующий шаг –
- •Итоги
- •Глава 3 Консольный интерфейс
- •Что такое интерфейс?
- •Консольный интерфейс
- •Прикосновение к консольному интерфейсу
- •А почему не «окна»?
- •Итоги
- •Глава 4 Оружие – к бою!
- •Оружейный прилавок
- •Free Pascal
- •Настройка ярлыка
- •Free Pascal
- •Установка справочной системы
- •Обновление версий Free Pascal
- •Итоги
- •Глава 5 Программа номер один
- •Постановка задачи
- •Создание файла
- •Наполнение файла
- •Компиляция
- •Процедура вывода (печати)
- •Запуск программы
- •Итоги
- •Глава 6 Подготовка к следующему штурму
- •Ещё об исходных файлах
- •Управление окном редактора
- •Борьба с ошибками
- •Итоги
- •Глава 7 Развиваем успех
- •Операторы и разделители
- •Программа, стой!
- •Алгоритмы
- •Блок-схемы
- •Итоги
- •Глава 8 Постоянные и переменные
- •Константы
- •Идентификаторы
- •Переменные
- •Ввод и вывод данных
- •Итоги
- •А слабо?
- •Глава 9 Переменные: продолжение знакомства
- •Представьтесь, пожалуйста!
- •Из пустого в порожнее
- •Сцепление строк
- •Инициализация переменных
- •Типизированные константы
- •Итоги
- •А слабо?
- •Глава 10 Условный оператор
- •Стой! Кто идет?
- •Вопрос ребром
- •Пост номер один
- •Неполный условный оператор
- •Пост номер два
- •Итоги
- •А слабо?
- •Глава 11 Операторный блок
- •Операторные скобки
- •Красиво жить не запретишь
- •Комментарии
- •Итоги
- •Глава 12 Цикл с проверкой в конце
- •Подтянем дисциплину
- •Нанимаем репетитора
- •Вежливый часовой
- •Досрочный выход из цикла
- •Итоги
- •Глава 13 Правда и кривда
- •Есть ли жизнь на Марсе?
- •Информация и её мерило
- •Булевы переменные
- •Ввод и вывод булевых данных
- •Логические выражения
- •С высоты птичьего полета
- •Парад логических операций
- •Итоги
- •А слабо?
- •Глава 14 Дважды два – четыре
- •Поможем братьям нашим меньшим
- •Числа и действия с ними
- •Алгоритм экзаменатора
- •Экзаменатор, первый вариант
- •Итоги
- •А слабо?
- •Глава 15 Айда в Монте-Карло!
- •Куда ни глянь – то процедура, то функция!
- •Госпожа удача
- •Итоги
- •А слабо?
- •Глава 16 Делу время, а потехе час
- •Потемкинская лестница
- •Итоги
- •А слабо?
- •Глава 17 И вновь за парту
- •Цикл со счетчиком
- •Итоги
- •Глава 18 Аз, Буки
- •Символьный тип данных
- •Индексация
- •Длина строки
- •Распечатка строки
- •Итоги
- •Глава 19 Процедуры и функции: разделяй и властвуй
- •Снежный ком
- •Описание процедур
- •Процедуры с параметрами
- •Итоги
- •Глава 20 Процедуры: первый опыт
- •Мухи – налево, котлеты – направо!
- •Сверху вниз
- •Первые раны
- •Глобальные и локальные
- •Локально – это разумно!
- •Неподдающаяся строка
- •Итоги
- •Глава 21 Отладка
- •Отладчик
- •Жучки, вылезайте!
- •Ссылка на переменную
- •Итоги
- •Глава 22 О передаче параметров
- •Процедура обмена
- •Замена символов в строке
- •О передаче строк
- •Итоги
- •Глава 23 Функции
- •Объявление функции
- •Пример функции
- •Подсчет символов в строке
- •Возврат строк
- •Когда результат не важен
- •Неявная переменная Result
- •Итоги
- •Глава 24 Криптография
- •Секреты Юлия Цезаря
- •Суть проблемы
- •О кодировании символов
- •Чудесные превращения
- •Шифрование символа
- •Расшифровка символа
- •Итоги
- •А слабо?
- •Глава 25 Текстовые файлы
- •Файлы хорошие и разные
- •Формат текстовых файлов
- •Доступ к текстовым файлам
- •Чтение из файла
- •Последовательный доступ к файлу
- •Самореклама
- •Цикл с проверкой в начале
- •Итоги
- •Глава 26 Я не читатель, — я писатель!
- •Запись в текстовый файл
- •Пример записи в файл
- •Завершение шпионского проекта
- •Итоги
- •А слабо?
- •Глава 27 Дайте кораблю минутный отдых!
- •Ошибка ошибке рознь
- •Фатальные ошибки
- •«Простительные» ошибки
- •Опции компилятора
- •Обработка ошибок ввода-вывода
- •Директивы компилятора
- •Директиву – в студию!
- •Парад директив
- •Итоги
- •А слабо?
- •Глава 28 Редактор и справочная система
- •Небьющиеся окна
- •Буфер обмена
- •Справочная система
- •Итоги
- •Глава 29 Читайте по-новому
- •Полицейская база данных, версия 1
- •Полицейская база данных, версия 2
- •Итоги
- •Глава 30 Журнальная история
- •Статистика знает всё?
- •Строим планы
- •Барабаним по клавишам
- •Первый блин
- •Блин второй
- •Спецификатор ширины поля
- •«Развесные» числа
- •Итоги
- •Глава 31 Финал журнальной истории
- •Буква за буквой
- •Нелишняя предосторожность
- •Достройка программы
- •Испытание
- •Итоги
- •Глава 32 Порядковые типы данных
- •Типы данных: простые и сложные
- •Целое братство
- •Капля, переполняющая чашу
- •Инкремент и декремент
- •Диапазоны
- •Перечисления
- •Порядковые типы
- •Разумный контроль
- •Итоги
- •Глава 33 Вещественные числа
- •Изображение вещественных чисел
- •Вывод вещественных чисел
- •Типы вещественных чисел
- •Сравнение вещественных чисел
- •Типы данных пользователя
- •Совместимость и преобразование типов
- •Размеры переменных и типов данных
- •Итоги
- •Глава 34 Структура программы
- •Управляющие структуры
- •Структура программы
- •Структура процедур и функций
- •Обмен данными с подпрограммами
- •Встроенные процедуры и функции
- •Что дальше?
- •Итоги
- •А слабо?
- •Глава 35 Множества
- •В директорском кабинете
- •Первым делом, первым делом – оцифровка
- •Множества глазами математика
- •Числовые множества
- •Мощность множества, полные и неполные множества
- •Итоги
- •Глава 36 Множества в Паскале
- •Объявление множеств
- •Присвоение значений множествам
- •Операции с множествами
- •Сравнение множеств
- •Проверка на вхождение элемента в множество (операция IN)
- •Решение директорской задачи
- •Итоги
- •А слабо?
- •Глава 37 Ввод и вывод множеств
- •Вывод множества в текстовый файл
- •Ввод множества из текстового файла.
- •Директорская задача, первый вариант
- •Директорская задача, второй вариант
- •Итоги
- •Глава 38 Множества «в бою»
- •Активисты, шаг вперед!
- •Подвиг контрразведчика
- •В тридевятом царстве
- •Решето Эратосфена
- •Мелочь, а приятно
- •Итоги
- •А слабо?
- •Глава 39 Командная игра (массивы)
- •Снежная лавина
- •А где же волшебная палочка?
- •Массивы вокруг нас
- •Объявление массивов
- •Доступ к элементам (индексация)
- •Ввод и вывод массивов
- •Ошибки индексации
- •Итоги
- •Глава 40 Пристрелка на знакомых мишенях
- •Вопрос-ответ – добиваемся гибкости
- •Полицейская база данных – ускоряем поиск
- •Ещё раз о статистике
- •Итоги
- •Глава 41 По порядку, становись!
- •Пиратская справедливость
- •Пузырьковая сортировка
- •Электронная делёжка
- •Возвращение на футбольное поле
- •Итоги
- •Глава 42 Кто ищет, тот всегда найдет
- •Где эта улица, где этот дом?
- •Последовательный поиск
- •Двоичный поиск
- •Исследование двоичного поиска
- •Ах, время, время!
- •Логарифмы? Это просто!
- •Итоги
- •Глава 43 Сортировка по-взрослому
- •«Фермерская» сортировка
- •Быстрая сортировка
- •Процедура быстрой сортировки
- •О рекурсии и стеке
- •Алгоритмы, на старт!
- •Итоги
- •Глава 44 Строки
- •Строка – особый род массива
- •Укороченные строки
- •Операции со строками
- •Подсчет слов в строке
- •Контекстная замена
- •Итоги
- •Глава 45 Очереди и стеки
- •Вовочка в потоке событий
- •Танцевальный кружок
- •Скитания товарного вагона
- •Сортировочная горка
- •Итоги
- •Глава 46 Огромные числа
- •Сколько звезд на небе?
- •Сложение «в столбик» никто не отменял
- •Великая стройка
- •Длинная арифметика
- •Итоги
- •А слабо?
- •Глава 47 Системы счисления
- •Из тьмы веков
- •Число и его изображение
- •Десятичная система
- •Двоичная система
- •Шестнадцатеричная система
- •Другие системы счисления
- •Изображение числа в заданной системе счисления
- •Обратное преобразование
- •Итоги
- •Глава 48 Железная логика
- •Два взгляда на компьютерные «кирпичики»
- •Логические операции в регистрах
- •Сдвиги влево и вправо
- •Итоги
- •Глава 49 Сложные массивы
- •На поклон к Науке
- •Имперское строительство
- •Крестики-нолики
- •Итоги
- •А слабо?
- •Глава 50 Неспортивные рекорды (записи)
- •Кушать подано!
- •Записи
- •Второй тайм
- •Дополнительное время
- •Итоги
- •Глава 51 Указатели в море памяти
- •Погружение в оперативную память
- •«Планировка» памяти
- •Указатели, первое знакомство
- •Объявление указателей
- •Копирование указателей, пустой указатель
- •Сравнение и проверка указателей
- •Разыменование указателей
- •Нетипичный указатель
- •Примеры с указателями
- •Итоги
- •Глава 52 Динамические переменные
- •Аппетит является к обеду
- •Одолжите памяти немножко!
- •Выделение памяти
- •Освобождение памяти
- •Предупреждён – значит, вооружен
- •Итоги
- •Глава 53 Массив указателей
- •Базу данных – в кучу
- •Сортировка массива указателей
- •Итоги
- •А слабо?
- •Глава 54 Односвязные списки
- •Чудесное сочетание
- •Проблема курицы и яйца
- •Вяжем список
- •Распечатка списка
- •Поиск в несортированном списке
- •Сортированные списки
- •Поиск в сортированном списке
- •Итоги
- •Глава 55 Слова, слова, слова…
- •Частотный анализ текста
- •Слово за слово
- •Структура записи
- •Алгоритм
- •А слабо?
- •Глава 56 И снова очереди, и снова стеки…
- •Шутить изволите?
- •Танцуют все!
- •Итоги
- •Глава 57 Графомания
- •Видимое представление графа
- •Внутреннее представление графа
- •Ввод и вывод графа
- •Итоги
- •Глава 58 По графу шагом марш!
- •Империя номер два
- •Структура узла
- •В рассыпную!
- •Аты-баты
- •Итоги
- •Глава 59 Крупные проекты
- •О модулях и разделении труда
- •Модули
- •Дробление модуля – «смертельный» номер
- •Компиляция проекта
- •Инициализация модуля
- •Структура модуля
- •О совпадении имен
- •Сборочный цех
- •Фирменные библиотеки
- •Динамически загружаемые библиотеки (DLL)
- •Итоги
- •Глава 60 Мелкие хитрости
- •Включаемые файлы
- •Условная компиляция
- •Итоги
- •Глава 61 «Кубики» программиста (ООП)
- •Фокус-покус
- •Вместо паяльника
- •На трех китах
- •Инкапсуляция
- •Наследование
- •Приборостроение
- •Гражданское строительство
- •Динамические объекты
- •Полиморфизм
- •Сокрытие полей и методов
- •Итоги
- •Глава 62 Всё только начинается!
- •Крупицы мастерства
- •Программисты, на старт!
- •Приложение А Установка и настройка IDE Borland Pascal
- •Borland Pascal, состав дистрибутива
- •Borland Pascal
- •Установка
- •Организация рабочей папки
- •Создание и настройка ярлыка
- •Пробный запуск
- •Предварительная настройка
- •Русификация консольного окна
- •Turbo Pascal School Pak
- •Приложение Б Консольная программа в среде Delphi
- •Создание пустого консольного приложения
- •Настройка и сохранение консольного приложения
- •Русификация консольного приложения
- •Приложение В Особенности IDE Pascal ABCNet
- •Приложение Ж Директивы управления компиляцией
- •Приложение З Назначение пунктов меню
- •Приложение И Стандартная кодировка символов MS-DOS
- •Приложение К Некоторые встроенные процедуры и функции
- •Приложение М Пример олимпиадной задачи
- •Библиография
Глава 54
Односвязные списки
List |
P |
Адрес_2 |
Адрес_2 |
Данные_1
NIL
Данные_2
Адрес_1
Рис. 124 – Состояние списка после вставки второго элемента
Распечатка списка
Теперь рассмотрим процедуру распечатки списка PrintList. Кто скажет, что она проста? Не проста, а очень проста! Подобные ей процедуры обработки списков строятся на основе цикла While. Скелет такой типовой процедуры показан ниже.
P:= List;
while Assigned(P) do begin
{ Здесь обрабатывается элемент списка }
P:= P^.mNext; |
{ переход к следующему элементу } |
end;
На входе в цикл указатель P загружается из головы списка. Внутри цикла, после обработки очередного элемента, переходим по указателю mNext к следующему. Напомню, что функция Assigned(P)равнозначна выражению P<>NIL. Таким образом, цикл завершится после обработки последнего элемента списка, поскольку его поле mNext содержит NIL. А если список пуст (голова содержит NIL), цикл не выполнится ни разу.
Программа P_54_1 покажет на экране следующий результат.
30 Сидоров
20 Петров
10 Иванов
Как и следовало ожидать, порядок элементов в списке оказался обратным порядку вставки в него. Этим можно воспользоваться для построения стека, что мы и сделаем в свое время.
426
Глава 54
Односвязные списки
Поиск в несортированном списке
Углубившись в списки, мы чуть не забыли о нашем пользователе — полицейском. А ведь ему придется искать в базе данных информацию об угнанных автомобилях. Дополнив предыдущую программу функцией поиска, получим представленную ниже программу P_54_2. Для экономии бумаги я не показал здесь процедуры вставки и распечатки списка.
{ P_54_2 – Размещение и поиск данных в несортированном списке }
type |
PRec = ^TRec; |
|
{ Тип указатель на запись } |
|
|
TRec = record |
|
|
{ Тип записи для базы данных } |
|
mNumber : integer; |
{ Номер авто } |
||
|
mFam |
: string[31]; |
{ Фамилия владельца } |
|
|
mNext |
: PRec; |
{ Указатель на следующую запись } |
|
|
end; |
|
|
|
var |
List : PRec; |
{ Указатель на начало списка (голова) } |
||
procedure AddToList(aNumber: integer; const aFam : string); |
||||
{--- взять из P_54_1 |
---} |
|
||
end; |
|
|
|
|
procedure PrintList; |
|
|
||
{--- взять из P_54_1 |
---} |
|
||
end; |
|
|
|
|
{ Поиск в несортированном списке } function Find(aNumber: integer): PRec; var p : PRec;
begin
p:= List; { Поиск начинаем с головы списка }
{Продвигаемся по списку, пока не найдем нужный номер или не "упремся" в конец списка }
while Assigned(p) and (P^.mNumber <> aNumber) do p:= p^.mNext; Find:= p; { результат поиска }
end;
427
Глава 54
Односвязные списки
var i, N : integer; P : PRec;
begin {--- Главная программа ---}
List:= nil;
{ Заполним список случайными значениями номеров }
for i:=1 to 20 do AddToList(100+Random(100), 'Деточкин');
PrintList; |
{ |
Распечатка списка } |
repeat |
{ |
Цикл попыток поиска в списке } |
Write('Укажите номер авто = '); Readln(N);
if N>0 then begin P:= Find(N); if Assigned(P)
then Writeln(P^.mNumber, '':3, P^.mFam) else Writeln ('Не найдено!');
end; until N=0
end.
Простенькая функция Find ищет в списке элемент с нужным номером автомобиля, и возвращает указатель на этот элемент списка. При неудачном исходе функция возвращает NIL.
В главной программе список заполняется записями со случайными номерами автомобилей. Так же «случайно» все владельцы оказались однофамильцами (придумайте тут что-нибудь!). Далее организован цикл с запросом искомого номера, поиском и печатью результата.
Сортированные списки
Итак, мы построили список и организовали в нём поиск данных. Довольны ли мы результатом? Для начала — неплохо, но если копнуть глубже…
Войдите в положение полицейского, перед которым мелькают сотни машин. Сколько из них числятся в угоне? Мизер! Но обработка каждого автомобиля вынуждает программу пройти по всему списку, — ведь он не сортирован! А опыт показал, что там, где порядок, всё ищется быстрее. Действительно, если расположить записи в порядке возрастания номеров, то просмотр списка можно прекращать при достижении номера больше искомого. При этом среднее число шагов поиска сократится вдвое.
Есть и другая причина для сортировки списка — желание распечатать данные в удобном порядке, например, по алфавиту. Честно говоря, список — это не лучшая структура для поиска и сортировки. Для этого лучше подходят другие динамические структуры — деревья, о которых можно узнать из литературы по алгоритмам. Но сейчас мы заняты списком и будем сортировать его.
428
Глава 54
Односвязные списки
Здесь не годятся алгоритмы для массивов. Ведь в списке нет индексов, к его элементам можно добраться лишь по цепочке ссылок. Зато у списка есть другое достоинство: для перестановки элементов не надо перемещать записи в памяти, — достаточно перенацелить указатели. Это легко сделать при вводе данных из файла,
— так совмещается ввод списка с его сортировкой.
Вот пример с тремя записями (на рис. 125 и рис. 126 показаны лишь номера автомобилей). Предположим, что список содержит записи с номерами 20, 30 и 40, и мы вставляем запись с номером 35. После создания переменной p^ надо найти предыдущий элемент, чтобы подцепить к нему новый. Обозначим указатель на такой элемент буквой q. Найдя элемент q (об этом чуть позже), вставку делаем на «раз и два» (рис. 125).
p^.mNext:=q^.mNext; |
{ |
связываем |
текущий со |
следующим |
} |
q^.mNext:=p; |
{ |
связываем |
предыдущий |
с текущим |
} |
|
|
|
|
|
|
List |
|
q |
P |
|
|
||
Адрес_20 |
Адрес_30 |
|
Адрес_35 |
|
|
2 |
35 |
20 |
|
|
|
|
|
|
|
Адрес_30 |
|
|
??? |
|
|
|
|
|
30 |
1 |
40 |
|
Адрес_40 |
|
NIL |
Рис. 125 – Состояние списка перед вставкой записи с номером 35
Состояние списка после вставки элемента показано на рис. 126.
429
Глава 54
Односвязные списки
List |
|
q |
P |
Адрес_20 |
Адрес_30 |
|
Адрес_35 |
20 |
35 |
|
|
Адрес_30 |
Адрес_40 |
|
|
30 |
40 |
Адрес_35 |
NIL |
Рис. 126 Состояние списка после вставки записи с номером 35
Теперь рассмотрим два особых случая. Первый — когда список ещё пуст, и вставляемая запись будет первой и последней, здесь вставка делается так.
List:= p; { если список пуст, голова указывает на новую запись }
Второй случай, — когда номер в первой записи окажется больше вставляемого. Тогда новую запись вставим в начало списка.
p^.mNext:=List; |
{ |
первый становится |
вторым } |
List:=p; |
{ |
а текущийпервым |
} |
|
|
|
|
Разобрав все три возможные ситуации при вставке в сортированный список, рассмотрим поиск указателя на предыдущий элемент q. Условие поиска таково: номер в элементе q должен быть меньше вставляемого, а следующий за ним элемент должен иметь номер, больше вставляемого, а иначе элемент q будет последним в списке. Поиск начнем, как всегда, с головы.
q:= List; { Поиск места вставки начинаем с головы, здесь List<>nil }
while Assigned(q^.mNext) and (q^.mNext^.mNumber < aNumber)
do q:=q^.mNext;
Здесь выражение q^.mNext^.mNumber соответствует номеру автомобиля в следующей за q записи.
Разобрав тонкости программы P_54_3, предъявлю её во всей красе.
430
Глава 54
Односвязные списки
{ P_54_3 – Размещение данных в сортированном списке }
type PRec = ^TRec; |
{ Тип указатель на запись } |
|
TRec = record |
|
{ Тип записи для базы данных } |
mNumber |
: integer; |
{ Номер авто } |
mFam |
: string[31]; |
{ Фамилия владельца } |
mNext |
: PRec; |
{ Указатель на следующую запись } |
end;
var List : PRec; { Указатель на начало списка (голова) } { Размещение нового элемента в сортированном списке }
procedure AddToSortList(aNumber: integer; const aFam : string); var p, q : PRec;
begin
New(p); { Создаем динамическую переменную-запись }
{Размещаем данные в полях записи } p^.mNumber:= aNumber; p^.mFam:= aFam; p^.mNext:=nil;
{Если список пуст... }
if not Assigned(List)
then List:= p { если список пуст, голова указывает на новую запись } else begin { если список не пуст… }
q:= List; { Поиск места вставки начинаем с головы }
{Двигаемся по списку, пока следующий элемент существует и его номер меньше вставляемого }
while Assigned(q^.mNext) and (q^.mNext^.mNumber < aNumber)
do q:=q^.mNext;
if q^.mNumber > aNumber then begin
{ вставка на первое место }
p^.mNext:=List; |
{ первый становится вторым } |
List:=p; |
{ а текущий – первым } |
end else begin |
|
{ вставка в середине или в конце списка }
p^.mNext:=q^.mNext; |
{ связываем текущий со следующим } |
q^.mNext:=p; |
{ связываем предыдущий с текущим } |
end |
|
end
end;
431