2. Ссылочная реализация списков с фиктивным элементом

Алгоритмы работы со списком можно упростить, если использовать фиктивный элемент в списке. Фиктивный элемент будет играть роль разделителя между началом и концом списка. При этом, в качестве указателя на головной элемент списка будет выступать указатель на следующий элемент за фиктивным. В последнем элементе списка указатель на следующий элемент и в первом элементе указатель на предыдущий элемент должны указывать на фиктивный элемент. При этом, скорость работы алгоритмов повышается, но требуется память под лишний элемент списка.

Для локализации всех данных, относящихся к одному списку, можно завести следующую структуру

typedef struct TList_

{

TList2 temp;

TList2 *current;

}TList;

В данном определении типа мы объединили определение типа struct TList_ и определение нового типа TList с помощью оператора typedef. При этом в большинстве реализаций языка С (но не во всех!!!) идентификатор TList_можно вообще не писать.

В качестве инициализации списка можно использовать следующую функцию

1. void ListInit(TList *list)

2. {list->temp.next=list->temp.prev=&list->temp; list->current=&list->temp;}

Вставка элемента со значением value после текущего может быть произведена следующим образом:

TList2 *InsertData(int value, TList *list)

{

TList2 *New=( TList2 *)malloc(sizeof(TList2));

New->value = value;

New->next = list->current->next; New->prev=list->current;

list->current->next->prev = New; list->current ->next = New;

return New;

}

3. Реализация l2-списка на основе двух стеков

Интересной реализацией L2-списка является его реализация на основе двух стеков, расположенных `вершиной друг к другу’. Первый из стеков представляет начало списка (часть от начала списка до текущего элемента включительно), а второй – конец (часть после текущего элемента). Текущий элемент списка лежит на вершине первого стека. При необходимости переместиться к следующему элементу, значение вершины второго стека извлекается и помещается на вершину первого стека. При необходимости переместиться к предыдущему элементу, значение вершины первого стека извлекается и помещается на вершину второго стека.

Данная реализация активно применялась, например, при создании текстовых редакторов. Текстовый редактор представляет собой двунаправленный список строк. Работа с каждой строкой может быть представлена как работа с простым вектором символов. Операции вставки, редактирования, удаления символов в строке могут быть реализованы за время = O(N), где N – количество символов в строке.

Список строк реализуется в виде двух стеков, каждый из которых может быть реализован в виде временного файла. Текущая строка (и, возможно несколько соседних строк) хранятся в оперативной памяти, начало файла – в виде одного временного файла, конец (в обратном порядке) – в виде второго временного файла.

4. Реализация l2-списка с обеспечением выделения/освобождения памяти

При работе со списками может оказаться, что работа функции malloc требует слишком много времени. К тому же, эта функция реально выделяет памяти больше, чем запрошено, что делает ее применение слишком дорогим. Возможна реализация списка, в которой память под весь список выделяется сразу как массив элементов списка. На основе данного массива строятся два списка – основной список и список свободного места. В начальный момент список свободного места объединяет все элементы созданного массива.

Теперь для добавления элемента в список требуется взять его из списка свободного места и добавить в основной список. Для извлечения элемента из списка элемент извлекается из основного списка и добавляется в список свободного места.

Если при добавлении элементов в список место в списке свободного места закончилось, то можно либо выдать сообщение об ошибке, либо выделить еще некоторое количество ячеек памяти для хранения дополнительных свободных элементов и добавить их к списку свободного места.

Итак, для хранения всех данных, относящихся к подобному списку можно использовать следующую структуру

typedef struct

{

TList2 *array;

TList data, empty;

int NMax;

} SListMem;

Функция инициализации может выглядеть следующим образом

void SListMemInit( SListMem *list)

{int i;

list->NMax=1000;

list->array=(TList2*)malloc(list->NMax*sizeof(TList2));

ListInit(&(list->data));

list->empty.current=list->empty.temp.next=list->array+0;

list->empty.temp.prev=list->array+ list->NMax-1;

list->array[0].prev=&(list->empty.temp);

for(i=1;i<list->NMax;i++)

{

list->array[i-1].next=list->array+i;

list->array[i].prev=list->array+i-1;

}

list->array[list->NMax-1].next=&(list->empty.temp);

}