Динамічні змінні: інші види списків, стек і черга.

1. Інші види списків

Крім розглянутих списків можливі більш складні варіанти, зв'язані з наявністю двох додаткових властивостей:

1. Двонаправленність списку. У кожному елементі таких списків є не тільки покажчик на наступний елемент, але і на попередній. Така організація може виявитися корисною при додаванні чи видаленні елемента, що передує зазначеному.

2. Замкнутість списку. Поле next в останньому елементі вказує на перший елемент. Інакше такі списки називаються кільцевими. Цей вид дозволяє спростити процедуру видалення елемента списку й інші операції.

З урахуванням цих властивостей можливі чотири різних типи списків.

Для приклада розглянемо опис і реалізацію кільцевого двонаправленого списку:

type tItemPtr = ^tItem

tItem = record

data: tData;

next,prev: tItemPtr;

end;

var List: tItemPtr; {список - покажчик на один з елементів}

........

{Видалити після зазначеного:}

procedure DelAfter(p: tItemPtr);

var q: tItemPtr;

begin

if (p<>nil)and(p^.next<>p) then begin

q:=p^.next^.next;

dispose(p^.next);

p^.next:=q;

q^.prev:=p;

end;

end;

{Уставити перед зазначеним:}

procedure InsertBefore(p: tItemPtr; d: tData);

var q: tItemPtr;

begin

if p<>nil then begin

new(q);

q^.data:=d;

q^.next:=p;

q^.prev:=p^.prev;

p^.prev:=q;

q^.prev^.next:=q;

end;

end;

2. Стек і черга

Стеком називається такий спосіб збереження даних, при якому елемент, записаний у сховище даних, останнім завжди витягається першим (дисципліна LIFO – «last in - first out»). При витягу елемента відбувається його видалення зі стека.

Розглянемо найпростіший приклад використання стека. Припустимо, що мається рядок, що складається з одних лише відкриваючих і закриваючих дужок. Потрібно визначити, чи є віна правильним дужковим виразом (тобто для кожної відкриваючої дужки повинна знайтися закриваюча). Заведемо масив і змінну для збереження номера останнього значимого елемента в масиві (тобто вершини стека), у який при проході по рядку будемо складати всі дужки, що відкриваються, (зі збільшенням номера вершини на 1), а при зустрічі з закриваючої будемо видаляти відповідну відкриваючу (попросту зменшувати номер вершини стека). Якщо виявиться, що «прийшла» закриваюча дужка, а стік порожній (тобто номер вершини дорівнює 0), то вираз помилковий. Це ж можна сказати й у випадку, коли рядок закінчився, а стек не порожній.

Очевидно, що для реалізації такого стека масив використовувати не обов'язково, досить зберігати в деякій змінній лише число відкриваючих дужок. При надходженні закриваючої дужки з цієї змінної віднімається 1. Помилка виникає, якщо значення змінної стало негативним, або при досягненні кінця рядка воно не дорівнює нулю.

Для даних більш складного виду стек можна організувати за допомогою односпрямованого некільцевого списку. Щоб вставити елемент у стек, потрібно додати його в початок списку, щоб витягти зі стека — одержати дані першого елемента, після чого видалити його зі списку.

Будь-яка реалізація стека повинна містити наступні процедури і функції:

procedure InitStack — ініціалізація стека;

procedure Push(d: tData) — вставити елемент у стек;

procedure Pop(var d: tData) – витягти елемент із вершини стека;

function NotEmpty: boolean – перевірка чи стек порожній ;

Черга відрізняється від стека тим, що останній елемент, що прийшов у неї, буде витягнутий останнім, а перший ( першим («FIFO»). За допомогою списків її можна організувати так: будемо зберігати не тільки покажчик на «голову» списку, але і на «хвіст»; додавати будемо в «хвіст», а витягати з «голови».

Будь-яка реалізація черги (не обов'язково за допомогою списків) повинна «уміти» виконувати такі дії:

procedure InitQueue — ініціалізація черги;

procedure AddQueue(d: tData) — поставити елемент у чергу;

procedure SubQueue(var d: tData) – витягти елемент із черги;

function NotEmpty: boolean – перевірка чи черга порожня;