3 array list3
DESCRIPTION
cấu trúc dữ liệu giải thuậtTRANSCRIPT
CẤU TRÚC DỮ LIỆU& GIẢI THUẬT 1
MẢNG & DANH SÁCH
Nội dung môn học1. Mảng2. Danh sách3. Danh sách kề4. Các thao tác trên danh sách kề5. Danh sách liên kết6. Các thao tác trên danh sách liên kết
2
Mảng• Mảng là kiểu dữ liệu có cấu trúc gồm nhiều
phần tử cùng kiểu và được bố trí vùng nhớ liêntục.
• Các phần tử trong mảng được truy xuất thôngqua chỉ số. Để truy cập đến phần tử thứ i củamảng a, ta viết a[i].
• Mảng có thể nhiều hơn 1 chiều. Khi đó, số cácchỉ số của mảng sẽ tương ứng với số chiều. Vídụ, trong mảng 2 chiều a, thành phần thuộc cộti, hàng j được viết là a[i][j]. Mảng 2 chiều cònđược gọi là ma trận (matrix).
3
Mảng• Mảng là cấu trúc dữ liệu dễ sử dụng, tốc độ truy
cập cao.• Nhược điểm: không linh hoạt về kích thước.• Khi đã khai báo một mảng thì kích thước của nó là
cố định, không thể thay đổi trong quá trình thựchiện chương trình Bất tiện khi chưa biết trướcsố phần tử cần xử lý.
• Khai báo mảng lớn Tốn bộ nhớ, ảnh hưởngđến hiệu suất chương trình.
• Khai báo mảng nhỏ Thiếu bộ nhớ.• Việc bố trí các phần tử trong mảng cũng khá phức
tạp, vì mỗi phần tử đã có vị trí cố định trong mảng.Để bố trí 1 phần tử sang 1 vị trí khác, phải tiếnhành dời các phần tử có liên quan.
4
Danh sách• Danh sách là tập hợp các phần tử có kiểu
dữ liệu xác định và giữa chúng có một mốiliên hệ nào đó.
• Số phần tử của danh sách gọi là chiều dàicủa danh sách. Danh sách rỗng là danhsách có chiều dài bằng 0.
• Có 2 cách cài đặt danh sách: Cài đặt theo kiểu kế tiếp: danh sách kề (danh
sách đặc). Cài đặt theo kiểu liên kết: danh sách liên kết.
5
Các phép toán trên danh sách1. Tạo mới một danh sách2. Tìm kiếm 1 phần tử trong danh sách3. Thêm 1 phần tử vào danh sách4. Loại bỏ bớt 1 phần tử ra phỏi danh sách5. Cập nhật giá trị 1 phần tử trong danh sách6. Sắp xếp thứ tự các phần tử trong danh sách7. Gộp nhiều danh sách thành 1 danh sách8. Sao chép 1 danh sách9. Hủy danh sách
6
Danh sách kề• Không gian lưu trữ các phần tử được đặt
liên tiếp nhau trong bộ nhớ.• Các phần tử của danh sách gọi là các
node.• Địa chỉ mỗi phần tử được xác định bằng
chỉ số.• Mảng, chuỗi là một dạng danh sách kề.• Danh sách kề là cấu trúc dữ liệu tĩnh.
7
Cài đặt danh sách kề• Sử dụng mảng để cài đặt danh sách kề.• Định nghĩa cấu trúc danh sách kề như
sau:#define MAX 100struct LIST{
int n;int e[MAX];
};
8
Cách thao tác trên danh sách kề• Khởi tạo danh sáchvoid init (LIST &L){
L.n=0;}
9
Nhập danh sáchvoid input (LIST &L){
cout<<“Nhap so phan tu: ”;cin>>L.n;if (L.n>MAX)
L.n=MAX;for (int i=0; i<L.n; i++){
cout<<“Nhap phan tu thu ”<<i<<“: ”;cin>>L.e[i];
}}
10
Tìm kiếm một phần tử trong danh sách
int search (LIST L, int x){
for (int i=0; i<L.n; i++)if (L.e[i] == x)
return i;return -1;
}
11
Thêm 1 phần tử vào danh sách Thêm 1 phần tử x tại vị trí k vào danh sách.void insert (LIST &L, int x, int k){
if (k>=0 && k<=L.n){
for (int i=L.n; i>k; i--)L.e[i] = L.e[i-1];
L.e[k] = x;L.n++;
}}
12
Xóa 1 phần tử khỏi danh sách Xóa 1 phần tử tại vị trí k khỏi danh sách.void remove (LIST &L, int k){
if (k>=0 && k<L.n){
for (int i=k; i<L.n-1; i++)L.e[i] = L.e[i+1];
L.n--;}
}
13
Sắp xếp thứ tự các phần tử trong danh sách
Sắp xếp danh sách theo thứ tự tăng (giảm) dần.void sort (LIST &L){
int i, j, t;for (i=0; i<L.n-1; i++)
for (j=i+1; j<L.n; j++)if (L.e[i] > L.e[j]){
t=L.e[i];L.e[i]=L.e[j];L.e[j]=t;
}}
14
Sao chép danh sách• Sao chép danh sách L vào danh sách A.void copy (LIST L, LIST &A){
A.n=L.n;for (int i=0; i<L.n; i++)
A.e[i]=L.e[i];}
15
Gộp nhiều danh sách thành một ds• Gộp danh sách L1 và L2 vào danh sách H.void concat (LIST L1, LIST L2, LIST &H){
int i,j;if (L1.n+L2.n>MAX) return;for (i=0; i<L1.n; i++)
H.e[i]=L1.e[i];for (j=0; j<L2.n; i++, j++)
H.e[i]=L2.e[j];H.n=L1.n+L2.n;
}
16
Hủy danh sách• Nếu danh sách được cấp phát động thì tiến
hành hủy bỏ (xóa bỏ) toàn bộ các phần tửtrong danh sách bằng toán tử hủy bỏ (trongC/C++ là free / delete).
• Nếu danh sách được cấp phát tĩnh thì việchủy bỏ chỉ là tạm thời cho chiều dài của danhsách về 0 còn việc thu hồi bộ nhớ sẽ do ngônngữ tự thực hiện.void removeall (LIST &L){
L.n=0;}
17
Danh sách liên kết• Danh sách liên kết (linked list) là một cấu trúc
dữ liệu có kiểu truy cập tuần tự.• Mỗi phần tử trong danh sách liên kết có chứa
thông tin về phần tử tiếp theo.• Danh sách liên kết là cấu trúc dữ liệu động.• Các phần tử của danh sách gọi là node (nút).• Danh sách liên kết là một cấu trúc dữ liệu
được định nghĩa đệ quy, vì trong định nghĩa 1nút của danh sách có tham chiếu tới kháiniệm nút.
18
Danh sách liên kết đơn• Danh sách liên kết đơn là dãy các node,
được tổ chức theo thứ tự tuyến tính.
• Mỗi node gồm 2 thành phần: Phần dữ liệu (data, info): lưu trữ các thông tin
về phần tử. Phần con trỏ (next, link): lưu trữ địa chỉ của
phần tử kế tiếp trong danh sách, hoặc lưu trữgiá trị NULL nếu là phần tử cuối danh sách.
19
data next
Khai báo nodestruct node{
int data;node *next;
};typedef node *Pnode;
struct SV{
char masv[10];char hoten[30];int ns;float dtb;
};struct node{
SV data;node *next;
};typedef node *Pnode;
20
Một số thao tác trên DSLK đơn• Khởi tạo danh sách• Thêm 1 phần tử đầu danh sách• Thêm 1 phần tử cuối danh sách• Tạo danh sách• Xuất danh sách• Tìm kiếm 1 phần tử trong danh sách• Hủy 1 phần tử đầu danh sách• Hủy 1 phần tử cuối danh sách• Hủy toàn bộ danh sách
21
Khởi tạo danh sáchvoid init (Pnode &H){
H=NULL;}
22
Thêm 1 phần tử đầu danh sáchvoid addfirst (Pnode &H,int x){
Pnode p;p=new node;p->data=x;p->next=H;H=p;
}
23
Thêm 1 phần tử cuối danh sáchvoid addlast (Pnode &H,int x){
if(H==NULL){
H=new node;H->data=x;H->next=NULL;return;
}Pnode p;p=H;while(p->next!=NULL)
p=p->next;p->next=new node;p=p->next;p->data=x;p->next=NULL;
}24
Tạo danh sáchvoid input (Pnode &H){
int n,x;cout<<"Nhap so luong phan tu: ";cin>>n;for(int i=0;i<n;i++){
cout<<"Nhap so thu "<<i+1<<": ";cin>>x;addlast(H,x);
}}
25
Xuất danh sáchvoid output (Pnode H){
Pnode p;p=H;while(p!=NULL){
cout<<p->data<<" ";p=p->next;
}}
26
Xóa phần tử đầu danh sáchvoid removefirst (Pnode &H){
Pnode p;p=H;H=H->next;delete p;
}
27
Xóa phần tử cuối danh sáchvoid removelast (Pnode &H){
Pnode p;if(H->next==NULL){
removefirst(H);return;
}p=H;while(p->next->next!=NULL)
p=p->next;delete p->next;p->next=NULL;
}
28
Xóa danh sáchvoid removeall (Pnode &H){
while(H!=NULL)removefirst(H);
}
29
Tìm kiếm 1 phần tửPnode search (Pnode H, int x){
Pnode p;p=H;while(p!=NULL){
if (p->data == x)return p;
p=p->next;}return NULL;
}30
• Nếu thường xuyên thực hiện thao tác thêmcuối, thay vì sử dụng một con trỏ chỉ nodeđầu của danh sách liên kết, ta sử dụng 2 contrỏ: 1 con trỏ chỉ đầu danh sách và 1 con trỏchỉ cuối danh sách.
• Có thể định nghĩa kiểu cấu trúc gồm 2 con trỏnhư sau:
struct List{
Pnode H, T;};List L;
31
Danh sách liên kết vòng• Phần tử cuối danh sách liên kết với phần
tử đầu danh sách.
• Ưu điểm: bất kỳ nút nào cũng có thể đượccoi là đầu danh sách.
• Nhược điểm: có thể không biết khi nào đãduyệt qua toàn bộ phần tử của danh sách,dẫn đến một quá trình duyệt vô hạn,không có điểm dừng.
32
Danh sách liên kết kép• Mỗi phần tử liên kết với các phần tử đứng
trước và sau nó trong danh sách.
• Định nghĩa kiểu cho 1 node:struct node{
<kiểu> data;node *left, *right;
};typedef node *Pnode;
33
Bài tập1. Sử dụng cấu trúc mảng để cài đặt danh sách và
các thao tác trên danh sách.2. Định nghĩa cấu trúc danh sách sinh viên, mỗi sinh
viên có các thông tin: mã SV, họ tên, năm sinh,điểm trung bình. Viết chương trình thực hiện cácthao tác:
- Nhập, xuất danh sách sinh viên.- Xuất danh sách sinh viên có ĐTB>=5.- Sắp xếp DS sinh viên giảm dần theo điểm.- Sắp xếp DS sinh viên tăng dần theo mã SV.- Tìm kiếm sinh viên theo mã số / theo họ tên.- Thêm 1 sinh viên.- Xóa 1 sinh viên (nhập vào mã số, tìm và xóa theo
mã SV). 34
Bài tập3. Cài đặt danh sách liên kết đơn các số nguyên vàcác thao tác trên danh sách.4. Định nghĩa cấu trúc danh sách liên kết đơn sinhviên, mỗi sinh viên có các thông tin: mã SV, họ tên,năm sinh, điểm trung bình. Viết chương trình thực hiệncác thao tác:- Nhập, xuất danh sách sinh viên.- Xuất danh sách sinh viên có ĐTB>=5.- Sắp xếp DS sinh viên giảm dần theo điểm.- Sắp xếp DS sinh viên tăng dần theo mã SV.- Tìm kiếm sinh viên theo mã số / theo họ tên.- Thêm 1 sinh viên.- Xóa 1 sinh viên (nhập vào mã số, tìm và xóa theo
mã SV). 35
Bài tập5. Cài đặt danh sách liên kết đơn các phân số, viết
chương trình thực hiện các thao tác:- Tối giản phân số.- Tính tổng các phân số.- Xuất các phân số lớn hơn 1.- Sắp xếp các phân số theo thứ tự tăng dần.6. Thông tin của một máy tính bao gồm: Loại máy, nơi
sản xuất, thời gian bảo hành. Viết chương trình tạomột danh sách liên kết đơn các máy tính của mộtcửa hàng, thực hiện các thao tác:
- Nhập danh sách máy tính có thông tin như trên.- Thống kê xem có bao nhiêu máy có thời gian bảo
hành là 1 năm.- In ra danh sách các máy tính có xuất xứ từ Mỹ. 36