Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
delphi / песни о паскале.pdf
Скачиваний:
41
Добавлен:
26.03.2016
Размер:
5.16 Mб
Скачать

Глава 56 И снова очереди, и снова стеки…

Новейшая версия полицейской базы данных и частотный анализатор текста укрепили ваш опыт по части динамических переменных. И всё-таки, один момент нами упущен. Пока мы лишь добавляли данные в кучу, не утруждая себя её очисткой, — в решаемых задачах этого не требовалось. Но так будет не вечно, когда-то придется освобождать кучу от ненужных переменных. В этой главе мы рассмотрим два таких случая на примере знакомых нам очередей и стеков.

Шутить изволите?

Однажды, это было 1-го апреля, придворный программист Ник получил от приятеля странную «электрошку». Письмо содержало загадочный текст, очень похожий на программу, вот несколько его первых строк.

end.

Close(F);

while Pop(S) do Writeln(F, S);

{Пока стек не пуст, извлекаем и печатаем строки } Assign(F, 'P_56_1.out'); Rewrite(F);

{Открываем выходной файл }

Close(F);

end;

Приятель умолял Ника найти здесь ошибку.

Приняв во внимание 1-е апреля, Ник заподозрил розыгрыш и всмотрелся в эту абракадабру внимательней. Вскоре он сообразил, что строки в файле следуют в обратном порядке: последняя стоит первой, а первая — последней. Достойным ответом приятелю, — рассудил Ник, — будет правильный текст этой же программы. Но как переставить строки? Вручную, редактором текста? «Не царское это дело! — возмутился его разум, — пусть этим займется компьютер». И Ник написал программу для преобразования файла. Последуем за Ником.

Вы уже знакомы со стеком — временным хранилищем данных, из которого последний вставленный элемент извлекается первым (сообразно с дисциплиной LIFO). Стек — отличное средство для перестановки данных шиворот навыворот и задом наперед. Хранилищем данных в нашем первом стеке была строка, а хранимыми элементами — символы (загляните в главу 45). Скромные возможности того стека не помешали нам решить задачу о сортировочной горке.

Но чаще в стеке надо сохранять не символы, а крупные и сложные элементы данных. Так будет и в программе Ника, где элементом данных является строка. Как организовать стек из строк?

441

Глава 56 И снова очереди, и снова стеки

Вспомним порядок элементов при вставке их в список: последний элемент оттесняет соседей, становясь на первое место. А это значит, что, извлекая элементы от головы к хвосту списка, мы получим их в обратном порядке (рис. 127).

Stack – голова списка

Адрес_3

Строка_1

Строка_2

Строка_3

NIL

Адрес_1

Адрес_2

Рис. 127 – Порядок следования в стеке первых трех строк

После извлечения элемента из стека (в данном случае — строки) отпадет нужда в хранившей его динамической переменной. К чему засорять память? Ведь этот ценный ресурс нам ещё пригодится. Так давайте удалять из кучи ненужные динамические переменные.

Работу начнем, как обычно, с конструирования элемента списка. Этим элементом будет запись, включающая строку и указатель на следующую запись.

type PRec = ^TRec;

{ Тип указатель на запись }

TRec = record

{ Тип запись для хранения связанных строк }

mStr : string;

{ хранимая строка }

mNext : PRec;

{ указатель на следующую запись }

end;

 

 

 

Напомню, что со стеком выполняются, по меньшей мере, две операции: помещение в стек PUSH, и извлечение из стека POP. В нашем случае процедура записи в стек будет объявлена так.

procedure Push(const arg : string);

Аргументом процедуры является ссылка на строку, прочитанную из файла.

Теперь об извлечении из стека. Здесь надо получить не только строку, но и сигнал о состоянии стека: пуст он, или в нём ещё валяется что-то. Поэтому операцию извлечения из стека оформим булевой функцией.

442

Глава 56 И снова очереди, и снова стеки

function Pop(var arg : string): boolean;

Строка будет возвращаться через параметр arg, — это ссылка на переменную. Но, если функция вернет FALSE, это будет сигналом того, что стек пуст и строка не возвращена.

На этом закончим рассуждения и обратимся к программе P_56_1.

{ P_56_1 – перестановка строк файла }

type PRec = ^TRec;

{ Тип указатель на запись }

TRec = record

{ Тип запись для хранения связанных строк }

mStr : string;

{ хранимая строка }

mNext : PRec;

{ указатель на следующую запись }

end;

 

var Stack : PRec; { Голова (вершина) стека }

{ Процедура размещения строки в стеке }

procedure Push(const arg : string); var p : PRec;

begin

 

New(p);

{ создаем новую переменную-запись }

p^.mStr:= arg;

{ размещаем строку }

{ размещаем в голове стека }

p^.mNext:= Stack;

{ указатель на предыдущую запись }

Stack:=p;

{ текущая запись в голове стека }

end;

 

{ Процедура извлечения строки из стека }

function Pop(var arg : string): boolean;

var p : PRec;

 

begin

 

Pop:= Assigned(Stack);

{ Если стек не пуст, то TRUE }

if Assigned(Stack) then begin { Если стек не пуст... }

arg:= Stack^.mStr;

{ извлекаем данные из головы стека }

p:= Stack;

{ временно копируем указатель на голову }

Stack:= Stack^.mNext; { переключаем голову на следующий элемент }

Dispose(p);

{ удаляем ненужный элемент }

end

 

end;

 

443

 

 

 

Глава 56

 

 

 

 

И снова очереди, и снова стеки

 

 

 

 

 

 

var F : text;

S : string;

 

 

begin

{--- Главная программа ---}

 

 

Stack:= nil;

{ Инициализация стека пустым значением }

 

{Открываем входной файл } Assign(F, 'P_56_1.pas'); Reset(F);

{Пока не конец файла, читаем строки и помещаем в стек } while not Eof(F) do begin

Readln(F, S);

Push(S);

end;

 

Close(F);

 

{Открываем выходной файл } Assign(F, 'P_56_1.out'); Rewrite(F);

{Пока стек не пуст, извлекаем и печатаем строки } while Pop(S) do Writeln(F, S);

Close(F);

end.

Процедура Push повторяет процедуру вставки элемента в список. А в теле функции Pop посмотрите на подчеркнутые операторы. После извлечения строки ненужный теперь элемент стека уничтожается процедурой Dispose(p), — так освобождается память. Но перед этим указатель на следующий элемент надо сохранить в голове списка, иначе мы потеряем ссылку на цепочку оставшихся элементов.

Изваяв программу, Ник испытал её волшебное действие на её собственном тексте. Каково же было его удивление, когда результат совпал с абракадаброй, полученной от приятеля! Вот такое чудесное совпадение!

Танцуют все!

Ох уж эти танцы… Задачу о танцевальном кружке мы решили в 45-й главе. Освежите её в памяти, поскольку новый вариант решения будет похож на первый.

Только теперь мы изменим имена мальчиков и девочек. В том варианте, как вы помните, дети носили однобуквенные имена, и мы представили их символами. Теперь же мы дадим им настоящие человеческие имена, но для этого и очередь организуем иначе. Как? Вы уже догадались: посредством односвязного списка

(рис. 128).

444

Глава 56 И снова очереди, и снова стеки

Queue – голова очереди

Первый элемент очереди

Адрес_3

Последний элемент

 

очереди

Строка_1

Строка_2

Строка_3

NIL

Адрес_1

Адрес_2

Рис. 128 – Размещение в очереди трех строк

Кажется, что этот рисунок совпадает с рисунком для стека. Так оно и есть. Только элементы теперь извлекаются в ином порядке. Первым элементом в очереди назначим тот, что в хвосте списка. Значит, по сравнению со стеком, в очереди всё наоборот: первым элементом очереди является последний элемент списка, и для доступа к нему придется пробежать по всей цепочке ссылок.

Это обстоятельство вынудит нас изменить процедуру удаления первого элемента очереди. Теперь перед удалением надо заполучить указатель на предпоследний элемент списка. В нём надлежит поставить заглушку NIL, чтобы отцепить первый элемент очереди (рис. 129). В этом состоит главная премудрость обращения с очередью строк.

Queue – голова очереди

Старый первый Новый первый элемент P1

элемент P2

Адрес_3

Строка_1

Строка_2

Строка_3

NIL

Адрес_2

NIL

Рис. 129 – Отцепление первого элемента очереди

445

Глава 56 И снова очереди, и снова стеки

Так же как и для стека, для очереди надо запрограммировать, по меньшей мере, две операции: установку и извлечение из нее.

Процедуру установки в очередь PutInQue объявим так.

procedure PutInQue(var Que: PRec; const arg: string);

Два её параметра — это ссылка на очередь (на голову списка) и помещаемая в очередь строка.

Для извлечения из очереди потребуется уже не процедура, а функция, назовем её GetFromQue, и объявим так.

function GetFromQue(var Que: PRec; var arg: string): boolean;

Здесь опять заметно сходство со стеком: как только очередь окажется пустой, функция сообщит об этом, вернув значение FALSE. И тогда мы отвергнем возвращаемый через ссылку arg результат.

Осталось обсудить ещё одну мелочь: организацию входных данных с тем, чтобы отличать мальчиков от девочек. Имена детей поместим в файл «P_56_2.IN», а для различения мальчиков и девочек, впечатаем имена девочек с некоторым отступом (с одним или несколькими пробелами в начале строки). Вот пример такого входного файла.

Ваня

Петя

Гриша

Маша

Наташа

Коля

Семен

Света

Теперь вы готовы рассмотреть программу P_56_2.

446

Глава 56

Иснова очереди, и снова стеки

{P_56_2 – Запись в танцевальный кружок, версия 2 }

type PRec = ^TRec;

{ Тип указатель на запись }

TRec = record

{ Тип запись для хранения связанных строк }

mStr : string[31];

{ хранимая строка (имя) }

mNext : PRec;

{ указатель на следующую запись }

end;

 

{ Процедура размещения строки в очереди }

procedure PutInQue(var Que: PRec; const arg: string);

var p: PRec;

 

begin

 

New(p);

{ создаем новую переменную-запись }

p^.mStr:= arg;

{ размещаем строку }

{ размещаем указатель в голове очереди }

p^.mNext:= Que;

{ указатель на предыдущую запись }

Que:=p;

{ текущая запись в голове очереди }

end;

 

{ Извлечение строки из начала очереди (из конца списка) } function GetFromQue(var Que: PRec; var arg: string): boolean; var p1, p2: PRec;

begin

GetFromQue:= Assigned(Que); if Assigned(Que) then begin

{Поиск первого элемента очереди } p1:= Que; p2:=p1;

{если в очереди только один элемент, цикл не выполнится ни разу! } while Assigned(p1^.mNext) do begin

p2:=p1;

{ текущий }

p1:=p1^.mNext;

{ следующий }

end;

 

{теперь p1 указывает на первый элемент очереди, а p2 – на второй

(или на тот-же самый, если в очереди всего один элемент) }

arg:= p1^.mStr;

{ извлекаем данные }

if p1=p2

{ если в очереди был один элемент... }

then Que:= nil

{ очередь стала пустой }

else p2^.mNext:= nil;

{ а иначе отцепляем первый элемент }

Dispose(p1);

{ освобождаем память первого элемента }

end;

 

end;

 

447

 

 

 

Глава 56

 

 

 

 

И снова очереди, и снова стеки

 

 

 

 

 

 

 

var

 

 

 

 

Boys

: PRec;

{ очередь мальчиков }

 

 

Girls

: PRec;

{ очередь девочек }

 

 

S1, S2 : String; { строки с именами }

 

 

Boy: boolean;

{ признак чтения имени мальчика }

 

 

F_In, F_Out : Text; { входной и выходной файла }

 

 

begin

{--- Главная программа ---}

 

 

{ Очищаем очереди мальчиков и девочек }

 

 

Boys := nil ;

{ очередь мальчиков }

 

 

Girls := nil;

{ очередь девочек }

 

Assign(F_In, 'P_56_2.in'); Reset(F_In);

Assign(F_Out,'P_56_2.out'); Rewrite(F_Out);

{ Цикл обработки входного потока }

 

while not Eof(F_In) do begin

 

Readln(F_In, S1);

{ выбираем имя из входного потока }

Boy:= S1[1]<>' ';

{ строки с именами девочек начинаются с пробела! }

while S1[1]=' ' do Delete(S1,1,1);

 

if Boy

 

 

then begin { если это мальчик...}

 

if GetFromQue(Girls, S2)

{ если в очереди есть девочка }

then Writeln(F_Out,S1+' + '+S2) { пару -> в выходной поток }

else PutInQue(Boys, S1);

{ а иначе мальчика в очередь }

end

 

 

else begin { а если это девочка...}

if GetFromQue(Boys, S2)

{ если в очереди есть мальчик }

then Writeln(F_Out,S2+' + '+S1) { пару -> в выходной поток }

else PutInQue(Girls, S1);

{ а иначе девочку в очередь }

end

 

 

end;

Close(F_In); Close(F_Out); end.

448

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.

Соседние файлы в папке delphi