Lista concatenata. Liste. Strutture autoreferenzianti. Strutture autoreferenzianti

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Raffaella Greco
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1 Liste Ver. 2.4 Lista concatenata Struttura dati in cui ogni oggetto ha un collegamento ad un altro oggetto (linked list ) Il collegamento è un untatore con l indirizzo di memoria dell altro oggetto Claudio Fornaro - Corso di rogrammazione in C Strutture autoreferenzianti struct nodo int valore; struct nodo *net; }; valore net net è un untatore al tio di oggetto che si sta dichiarando in questo stesso momento, non essendo la dichiarazione della struct ancora comleta si dice avere un tio incomleto 3 Strutture autoreferenzianti E ossibile definire un untatore ad un tio incomleto, quindi ad esemio a una struttura che verrà definita successivamente, come nel caso recedente Per lo stesso motivo è lecito utilizzare la dichiarazione con tyedef seguente: tyedef struct nodo * NodoP; tyedef struct nodo int valore; NodoP net; } Nodo; 4

2 Strutture autoreferenzianti Per lo stesso motivo, è ossibile definire strutture mutuamente referenzianti: struct due int datodue; struct uno *untuno; }; struct uno int datouno; struct due *untdue; }; Un tio di dato (come struct uno) utilizzato rima di conoscerne la dim. è detto incomleto 5 Testa e coda della lista struct nodo int valore; struct nodo *net; } * = NULL; è un untatore a struct nodo, tutta la lista inizierà da questo untatore La lista termina con un elemento in cui in membro net vale NULL La lista è inizialmente vuota, quindi viene inizializzato a NULL Situazione iniziale Caso generico: la lista non è vuota Si crea la nuova struct nodo da inserire: =malloc(sizeof(struct nodo))...??

3 9 10 Si immette il valore da memorizzare nella lista: ->valore = ; Si fa untare il nuovo elemento al 1 o : ->net = ;? Si fa untare al nuovo elemento: = ; Riassumendo: if ((=malloc(sizeof(struct nodo)))!= NULL) ->value = ; ->net = ; = ; }

4 13 14 Situazione iniziale Si releva il valore dal 1 o elemento: = ->valore; Si salva il untatore all elemento da rimuovere: = ; Si fa untare al 2 o elemento: = ->net;

5 17 18 Si dealloca lo sazio del 1 o elemento: free(); free! Situazione finale 33 62? 19 Considerazioni 20 Riassumendo: if (!= NULL) = ->valore; = ; = ->net; free(); } Una lista di strutture, risetto ad un vettore di strutture: Non ha roblemi di dimensioni: varia all occorrenza Lo scambio di elementi è molto veloce (coia di untatori) L accesso è iù lento (deve ercorrere la lista)

6 Esercizi 21 Esercizi Scrivere in un file searato (con controlli di errore) le seguenti funzioni di gestione di una lista dinamica di int stabilendo er esse aroriati argomenti e valori restituiti. La struttura dati sia static. Produrre un main a menu er il test. AddToHead() AddToTail() RemoveFromHead() RemoveFromTail() ClearAll() svuota la lista 2. Utilizzando le funzioni dell esercizio 1 (senza modificare il file), scrivere le funzioni ush/o ed enqueue/dequeue con gli stessi identici rototii definiti er stack e coda realizzata con vettori. Il main deve essere lo stesso identico usato con le realizzazioni con i vettori (e quindi comatibile con la nuova realizzazione). Per evitare l over della doia chiamata a funzione (es. la chiamata a ush che a sua volta chiama AddToHead), le funzioni richieste vengano realizzate come macro (nel file.h da includere nel main). Variazioni 23 Homework 8 24 Lista con valori dummy Per semlificare il codice di alcune oerazioni (meno casi articolari) uò essere utile che la lista abbia uno o iù elementi fittizi aggiuntivi (non contengono valori significativi): come rimo elemento fisso untato da come ultimo elemento fisso della lista (sentinella) Lista circolare L ultimo elemento unta al rimo Multi-lista Ogni elemento della lista ha due o iù untatori ai nodi successivi, ci ossono essere quindi iù modi di ercorrerla (es. diversi ordinamenti) Scrivere in un file searato le funzioni di gestione di una lista di int, assando anche la testa della lista (er avere iù liste). La lista otrà avere due stati: ordinata o non ordinata; alcune funzioni riordineranno reventivamente la lista (se necessario), altre la lasceranno non iù ordinata; alcune funzioni lavoreranno in modo diverso a seconda che la lista sia ordinata o no. Può essere utile avere un untatore all ultimo elemento e un contatore degli elementi Ricordarsi di eliminare (free) tutti gli elementi che non servono iù Si scriva un main di test

7 Homework 8 (Continuazione) Funzioni di base listaddtohead (rende la lista non ordinata) listaddtotail (rende la lista non ordinata) listremovefromhead (e ne restituisce il valore) listremovefromtail (e ne restituisce il valore) listclearall (svuota la lista) listcount (restituisce il numero degli elementi della lista) listtestisemty (test se la lista è vuota) 25 Homework 8 (Continuazione) Funzioni di ordinamento e ricerca listsort (ascendente e discendente) listaddordered (aggiunge in lista ordinata al osto giusto, se necessario la lista venga ordinata) listfind (cerca il valore dato nella lista a artire dall elemento di indice indicato, restituisce l indice della rima occorrenza, se la lista è ordinata deve fermarsi aena score che l elemento non c è) listremovevalue (rimuove dalla lista l elemento contenente la rima occorrenza del valore dato e lo restituisce) 26 Homework 8 (Continuazione) Funzioni assolute di scansione della lista listgetvalueat (restituisce il valore dell elemento di indice i, il rimo abbia indice 1) listsetvalueat (cambia il valore dell elemento di indice i) listaddat (aggiunge un elemento in modo che occui la osizione di indice i, facendo avanzare gli altri elementi) listremoveat (elimina l elemento di indice i) 27 Homework 9 Per accedere ai singoli elementi della lista si uò definire un cursore (un untatore) che si riferisca (unti) ai singoli elementi della lista Il cursore uò essere sostato avanti e indietro nella lista er identificare un articolare elemento. Si continui l Homework recedente aggiungendo le seguenti funzioni er l uso dei cursori. Si faccia attenzione a gestire correttamente i cursori quando la lista viene modificata con le altre funzioni e viceversa. Il main di test sia identico a quello dell Hw 8 28

8 Homework 9 (Continuazione) Funzioni di scansione della lista con cursore listgetcursor (restituisce l indice dell elemento untato dal cursore, il rimo abbia indice 1) listsetcursor (osiziona il cursore all elemento secificato dall indice fornito) listmovecursor (muove il cursore al rimo elemento, al successivo, al recedente, all ultimo utilizzare una enum er dare i nomi delle osizioni rimo, successivo, etc.) listgetvalueatcursor (restituisce il valore dell elemento untato dal cursore) listsetvalueatcursor (cambia il valore dell elemento untato dal cursore) 29 Homework 9 (Continuazione) Funzioni di scansione della lista con cursore listaddatcursor (aggiunge un elemento alla osizione del cursore, facendo avanzare gli altri elementi) listremoveatcursor (elimina l elemento untato dal cursore) listtestcursoratfirst (test se unta al rimo elemento) listtestcursoratlast (test se unta all ultimo elemento) 30 Liste bidirezionali La bidirezionalità si ottiene mediante un link al nodo recedente (doubly-linked list ) struct nodo rev valore net int valore; struct nodo *rev; struct nodo *net; } *=NULL; 31 Homework 10 Come gli Homework 8 e 9, ma si usino liste bidirezionali. Il main deve essere identico a quello degli Homework 8 e

9 Liste di liste Alcuni dei membri dei nodi di una lista rinciale sono le teste di liste secondarie a y e 33 Considerazioni Problema: in uno stesso rogramma servono liste con nodi di tio diverso Ad es., in una lista di liste la lista rinciale e quelle secondarie hanno nodi di tio diverso Soluzione dei linguaggi rocedurali (C): una serie di funzioni diverse er ciascun tio di lista Soluzione ideale: una serie di funzioni generiche che gestiscano qualsiasi tio di elemento (oggetto) 34 Si Si usano allora linguaggi ad oggetti Tabelle di hash Per velocizzare la ricerca di un elemento in una lista, si distribuiscono gli elementi su iù liste (iù corte quindi iù veloci da utilizzare) Le teste di queste liste sono in un vettore di untatori La scelta di quale lista debba ositare i singoli elementi viene stabilito da un oortuno calcolo (funzione di hash) sull elemento stesso, il risultato è l indice che in quel vettore indica quale lista usare 35 Tabelle di hash Esemio Esemio Suddivisione dei valori in base alla cifra delle unità hashtab:

10 Tabelle di hash Esemio 37 Tabelle di hash 38 La funzione di hash è: int hash(int n) return abs(n) % 10;} Il vettore di untatori è: static struct nodo *hashtab[10]; La testa della lista relativa ad è: hashtab[hash()] Per trovare nella lista che gli comete: listfind(hashtab[hash()], ); Per inserire nella lista che gli comete: listadd(hashtab[hash()], ); Una buona funzione di hash genera valori con distribuzione uniforme, ossia le liste rodotte hanno lunghezze iù o meno uguali Esemio di funzione di hash er stringhe: unsigned hash(char *s) unsigned hashval = 0; for ( ; *s!= '\0'; s++) hashval = *s + 31 * hashval; return hashval % HASHSIZE; } Homework Si scriva un rogramma er generare l indice analitico di un (lungo) file di testo. Il rogramma deve memorizzare le singole arole (si usi una lista ordinata er ciascuna delle lettere iniziali) e er ciascuna deve memorizzare i numeri di tutte le righe dove è resente (sotto-lista ordinata). Un secondo file di testo elenca le arole da non tenere in considerazione (es. articoli, reosizioni, etc.), er questa si usi un oortuna funzione hash. Il risultato della generazione dell indice analitico sia scritto in un file.

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