10Динамические структуры данных
3.1 Односвязные списки
Наиболее распространенными динамическими структурами являются односвязные списки.
Элемент списка в общем случае представляет собой структуру, состоящую как минимум из двух полей: одно поле типа указатель, а второе – поле данных. Поле-указатель предназначено для связи со следующим элементом списка. Доступ к элементу списка осуществляется только от его начала. Если поле-указатель является пустым указателем (NULL) – это означает конец списка.
-
Data
Data
Data
. . .
Data
NULL
Рисунок 3.1 – Пример представления списка
Пример объявления списка:
struct TNode;
typedef TNode* PNode;
struct TNode
{
int Data;
PNode Next;
};
PNode First = NULL;
Поле Data целого типа служит для размещения данных в элементе списка. Другое поле Next представляет собой типизированный указатель, служащий для организации списковой структуры.
Далее описан указатель First – указатель на первый узел списка (и тем самым на весь список). Последний элемент списка имеет "пустой" указатель (NULL). Первоначально, когда список пуст, указатель First устанавливается в NULL.
Следует отметить, что необходимо всегда иметь указатель на первый элемент списка, так как он указывает и на весь список в целом. Потеря такого указателя влечет за собой потерю доступа ко всему списку. Таким образом, если необходимо получить доступ, например, к предпоследнему элементу, то вводят так называемый рабочий указатель, который также устанавливается на начало данного списка, и все дальнейшие операции происходят через этот указатель.
Для доступа к полям структуры через указатель на эту структуру используется специальная операция: «->», например:
First->Data = 3;
First->Next = NULL;
В языке С++ проводится принцип, согласно которому, идентификатор, перед его использованием, должен быть описан. Поэтому в вышеуказанном примере имеется так называемое предварительное описание структуры TNode, необходимое просто для «введения» в программу этого идентификатора.
Однако описание указателя еще не означает создание элемента списка.
Рассмотрим основные операции работы с элементами списками:
Д обавление в начало списка.
Новый элемент имеет указатель p. Операцией new под него выделяется память. А для того, чтобы добавить его в начало списка, необходимо присвоить его информационному полю Data некоторое значение и "перекинуть" указатели, соответственно рисунку 3.2:
p->Data = Data;
p->Next = First;
First = p;
2 ) Добавление в середину списка.
Для добавления в середину списка нового элемента p необходимо иметь рабочий указатель Рred на элемент, после которого необходимо вставить p.
PNode p = new TNode; {выделение памяти под новый}
p->Data = Data; {инф.полю:=некоторое значение}
Указатели "перекидываются" соответственно рисунку 3.3:
p->Next = Pred->Next;
Pred->Next = p;