Реализация операций над связными линейными списками

Перебор элементов списка. Эта операция, возможно, чаще других выполняется над линейными списками. При ее выполнении осуществляется последовательный доступ к элементам списка - ко всем до конца списка или до нахождения искомого элемента.

1). Указатель текущего элемента устанавливается на начало списка.
2). Если указатель текущего элемента пустой – конец перебора.
2). Обрабатывается информационная часть текущего элемента., на который
3). из текущего элементата выбирается указатель на следующий элемент и следующий элемент становится текущим.
4). Повторяются децствия с п.2.

В двухсвязном списке возможен перебор как в прямом направлении (он выглядит точно так же, как и перебор в односвязном списке), так и в обратном.

В кольцевом списке окончание перебора должно происходить не по признаку последнего элемента - такой признак отсутствует, а по достижению элемента, с которого начался перебор.

Вставка элемента в список. Вставка элемента в середину односвязного списка реализуется следующим алгоритмом.
1). Выделяется память для нового элемента и записывается его информационная часть
2). Значение указателя next предшествующего элемента переносится в поле next нового элемента.
2). В поле next предшествующего элемента заносится адрес нового элемента.
Приведенные алгоритмы обеспечивают вставку в середину списка, но не могут быть применены для вставки в начало списка. При вставке в начало списка должен модифицироваться указатель на начало списка.

Удаление элемента из списка. При удалении элемента из односвязного достаточно значение из поля next удаляемого элемента перенести в поле next предыдущего элемента.

Перестановка элементов списка. Изменчивость динамических структур данных предполагает не только изменения размера структуры, но и изменения связей между элементами. Для связных структур изменение связей не требует пересылки данных в памяти, а только изменения указателей в элементах связной структуры. В качестве примера приведена перестановка двух соседних элементов списка. В алгоритме перестановки в односвязном списке (рис.5.9, пример 5.5) исходили из того, что известен адрес элемента, предшествующего паре, в которой производится перестановка. В приведенном алгоритме также не учитывается случай перестановки первого и второго элементов.
1). В поле next 1-го элемента пары переносится значение из поля next 2-го элемента
2). В поле next 2-го элемента пары заносится адрес 1-го элемента
3). В поле next элемента, предшествующего паре, заносится адрес 2-го элемента

Копирование части списка. При копировании старый список сохраняется в памяти и создается новый список. Информационные поля элементов нового списка содержат те же данные, что и в элементах старого списка, но поля связок в новом списке совершенно другие, поскольку элементы нового списка расположены по другим адресам в памяти. Операция копирования предполагает дублирование данных в памяти.

Слияние двух списков. Операция слияния заключается в формировании из двух списков одного - она аналогична операции сцепления строк. В случае односвязного списка последний элемент первого списка содержит пустой указатель на следующий элемент, этот указатель служит признаком конца списка. Вместо этого пустого указатель в последний элемент первого списка заносится указатель на начало второго списка. Таким образом, второй список становится продолжением первого.

 

 

Нелинейные разветвленные списки

Основные понятия

Нелинейным разветвленным списком является список, элементами которого могут быть тоже списки. Если в 2-связном списке один из указателей каждого элемента списка задает порядок обратный к порядку, устанавливаемому другим указателем, то такой двусвязный список будет линейным. Если же один из указателей задает порядок произвольного вида, не являющийся обратным по отношению к порядку, устанавливаемому другим указателем, то такой список будет нелинейным.

В обработке нелинейный список определяется как любая последовательность атомов и списков (подсписков), где в качестве атома берется любой объект, который при обработке отличается от списка тем, что он структурно неделим.
Если мы заключим списки в круглые скобки, а элементы списков разделим запятыми, то в качестве списков можно рассматривать такие последовательности:
(a,(b,c,d),e,(f,g)) () ((a))
Первая из приведенных последовательностей показана на рис. 5.2.

Рис.5.2. Нелинейный список

 

Разветвленные списки описываются тремя характеристиками: порядком, глубиной и длиной.

Порядок. Над элементами списка задано транзитивное отношение, определяемое последовательностью, в которой элементы появляются внутри списка. В списке (x,y,z) атом x предшествует y, а y предшествует z. При этом подразумевается, что x предшествует z. Данный список не эквивалентен списку (y,z,x). При представлении списков графическими схемами порядок определяется горизонтальными стрелками. Горизонтальные стрелки истолковываются следующим образом: элемент из которого исходит стрелка, предшествует элементу, на который она указывает.
Глубина. Это максимальный уровень, приписываемый элементам внутри списка или внутри любого подсписка в списке. Уровень элемента предписывается вложенностью подсписков внутри списка, т.е. числом пар круглых скобок, окаймляющих элемент.

Длина - число элементов уровня 1 в списке.