Esercitazione 11. Liste semplici

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1 Esercitazione 11 Liste semplici

2 Liste semplici (o lineari) Una lista semplice (o lineare) è una successione di elementi omogenei che occupano in memoria una posizione qualsiasi. Ciascun elemento contiene un informazione e un puntatore per mezzo del quale è legato al successivo. inf Indichiamo con info la parte informazione di ogni elemento, con coda la parte puntatore e con lista il puntatore al primo elemento della lista. info coda info coda info coda NULL lista

3 Liste semplici (o lineari) Una lista vuota non ha elementi ed è rappresentata da lista che punta a NULL. lista NULL La parte informazione (info) dell elemento dipende dal tipo di dati che stiamo trattando: può essere un tipo semplice o derivato. Esempio: lista di stringhe. info coda info coda buon gior info no coda NULL lista

4 Liste semplici (o lineari) Nel caso di una lista lineare i cui elementi sono di tipo intero, lista info coda info coda info coda NULL la dichiarazione del tipo di ogni elemento è: typedef struct Elemento { int info; struct Elemento *coda; /* coda un puntatore ad una struttura Elemento; di tipo elemento */ La dichiarazione del tipo lista di interi è: typedef Elemento *Lista_int;

5 Gestione di una lista Consideriamo il problema di memorizzare e successivamente visualizzare una sequenza di n interi. Il valore di n non è conosciuto a priori, ma è determinato in fase di esecuzione. Se si decide di utilizzare la struttura array si deve prefissare il numero massimo di valori della sequenza. È preferibile quindi una soluzione che utilizzi la memoria in modo dinamico. Il problema presentato si può dividere nei due sottoproblemi: memorizzare la sequenza visualizzare la sequenza

6 Verso il programma Definiamo due funzioni: Lista_int crea_lista ( ); void visualizza_lista ( Lista_int ); Nel main definiamo una variabile lista che punterà al primo elemento della lista: Lista_int lista; e chiamiamo le due funzioni sopra come segue: lista = crea_lista( ); visualizza_lista ( lista );

7 La funzione crea_lista Dichiariamo una variabile lista che conterrà la lista finale, e una variabile list_temp, lista temporanea, per creare gli elementi successivi al primo. Chiediamo all utente di inserire il numero di elementi della lista. Se la lista contiene 0 elementi allora p è la lista vuota: p = NULL Altrimenti, creiamo il primo elemento nel seguente modo: p = (Lista_int) malloc (sizeof (Elemento)); p info coda

8 La funzione crea_lista (continua) Chiediamo quindi all utente di inserire il primo numero che viene assegnato al campo info del primo elemento della lista, cioè p -> info. Inizializziamo poi list_temp con il valore di p. Come per ogni altro tipo di variabile semplice, è possibile fare assegnamenti fra due variabili di tipo lista. Da questo momento sia p che list_temp fanno riferimento ad una lista con un solo elemento. info coda p 7 list_temp

9 La funzione crea_lista (continua) Iniziamo poi un ciclo per la creazione degli elementi successivi al primo. Questo ciclo si ripete n -1 volte, dove n è la lunghezza della sequenza in ingresso. Il ciclo è così costituito: for (i=2; i <= n; i++) crea il nuovo elemento da mettere in coda al precedente sposta di una posizione avanti list_temp chiedi all utente il nuovo numero inserisci il nuovo numero nel campo info del nuovo elemento ciò corrisponde a list_temp -> coda= (Lista_int) malloc (sizeof(elemento)); list_temp = list_temp -> coda; printf ( \ninserisci informazione %d:, i); scanf ( %d, &(list_temp -> info));

10 Le seguenti figure illustrano l esecuzione delle istruzioni all interno del ciclo for per la creazione del secondo elemento della lista. info coda info coda p 7 list_temp info coda info coda p 7 list_temp info coda info coda p 7 3 list_temp

11 La funzione crea_lista (continua) Infine, la funzione assegna al campo coda dell ultimo elemento il valore NULL e termina passando al chiamante il valore di p, cioè la lista creata: return (p); La seguente figura illustra la situazione alla fine dell esecuzione della funzione crea_lista. p info coda info coda info coda NULL Le variabili list_temp e n non esistono più perché sono state dichiarate locali alla procedura.

12 La procedura visualizza_lista La procedura visualizza_lista effettua la scansione. Essa visualizza il campo info di ogni elemento mediante un ciclo while e non restituisce alcun valore. La procedura viene chiamata con il parametro attuale lista visualizza_lista (lista); che corrisponde al parametro formale p. La scansione della lista è: while (p!= NULL) { printf ( %d, p -> info); /* visualizza il campo info */ printf ( ---> ); p = p -> coda; /* scorri di un elemento in avanti */

13 Programma /* Accetta in ingresso una sequenza di interi e li memorizza in una lista. Il numero di interi che compongono la sequenza è richiesto all utente. La lista creata viene visualizzata */ #include <stdio.h> #include <stdlib.h> typedef struct Elemento { /* tipo degli elementi della lista */ int info; struct Elemento *coda; Elemento; typedef Elemento *Lista_int; /* tipo della lista di interi */ Lista_int crea_lista( ); void visualizza_lista ( Lista_int );

14 /* funzione principale */ int main ( ) { Lista_int lista; /* variabile di tipo lista */ lista = crea_lista ( ); /* chiamata alla funzione che crea una lista in cui si memorizza la sequenza di interi */ visualizza_lista (lista); /* chiamata alla funzione che visualizza una lista */

15 /* Funzione per l accettazione dei valori immessi e la creazione della lista. Restituisce la lista creata. */ Lista_int crea_lista ( ) { Lista_int p, list_temp; int i, n; printf ( \n Inserire numero elementi della sequenza: ); scanf ( %d, &n); if (n == 0) p = NULL; /* lista vuota */ else { /* viene creato prima il primo elemento e poi gli elementi successivi */

16 /* creazione del primo elemento */ p = (Lista_int) malloc (sizeof (Elemento)); printf ( \n Inserisci informazione 1: ); scanf ( %d, &(p -> info)); list_temp = p; /* creazione degli elementi successivi */ for (i=2; i<=n; i++) { list_temp -> coda = (Lista_int) malloc (sizeof (Elemento)); list_temp = list_temp -> coda; printf ( \ninserisci informazione %d:, i); scanf ( %d, &(list_temp -> info)); list_temp -> coda = NULL; /* marca di fine lista */ return (p);

17 /* Funzione per la visualizzazione della lista. Il parametro in ingresso è una lista. Versione iterativa.*/ void visualizza_lista (Lista_int p) { printf ( \n lista ---> ); /* ciclo di scansione della lista */ while (p!= NULL) { printf ( %d, p -> info); /* visualizza il campo info */ printf ( ---> ); p = p -> coda; /* scorri di un elemento in avanti */ printf ( NULL\n\n );

18 Maggiore di una lista Consideriamo il seguente problema: memorizzare una sequenza di numeri interi terminante con 0 (zero) in una lista lineare, visualizzare la lista e determinare il maggiore degli elementi. Il valore 0 (zero) non fa parte della lista. Dividiamo il problema in tre sottoproblemi: memorizzare la sequenza in una lista lineare visualizzare la lista determinare il maggiore della sequenza

19 Programma /* Accetta in ingresso una sequenza di interi e li memorizza in una lista. La sequenza termina quando viene immesso il valore 0 (zero). La lista creata viene visualizzata. Determina il maggiore della lista */ #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <limits.h> typedef struct Elemento { /* tipo degli elementi della lista */ int info; struct Elemento *coda; Elemento; Typedef Elemento *Lista_int; /* tipo della lista di interi */

20 /* dichiarazione delle funzioni usate nel main */ Lista_int crea_lista0 ( ); void visualizza_lista (Lista_int); int maggiore_lista (Lista_int); /* funzione principale */ int main ( ) { Lista_int lista; /* variabile di tipo lista */ lista = crea_lista0 ( ); visualizza_lista (lista); /* chiamata alla funzione che crea una lista */ /* chiamata alla funzione che visualizza una lista */ /* stampa il valore di ritorno della funzione maggiore_lista ( ) */ printf ( \n Il maggiore è: %d\n\n, maggiore_lista(lista));

21 /* Funzione per l accettazione dei valori immessi e la creazione della lista. La sequenza dei valori immessi termina con il valore 0 (zero). Restituisce la lista costruita. */ Lista_int crea_lista0 ( ) { Lista_int p, list_temp; int x; printf ( \n Inserire un numero (0 per fine lista): ); scanf ( %d, &x); if (x == 0) p = NULL; /* lista vuota */ else { /* viene creato prima il primo elemento e poi gli elementi successivi */

22 /* creazione del primo elemento */ p = (Lista_int) malloc (sizeof (Elemento)); p -> info = x; list_temp = p; while (x!= 0) { printf ( \n Inserire un numero (0 per fine lista): ); scanf ( %d, &x); if (x!=0) { /* creazione dell elemento successivo */ list_temp -> coda = (Lista_int) malloc (sizeof (Elemento)); list_temp = list_temp -> coda; list_temp -> info = x; else /* inserimento dell informazione nell elemento */ list_temp -> coda = NULL; /* marca di fine lista */ return (p);

23 /* Determina il maggiore della lista. Il parametro in ingresso è una lista di interi. Versione iterativa.*/ int maggiore_lista (Lista_int p) { int max = INT_MIN; /* minimo intero rappresentabile */ /* ciclo di scansione della lista */ while (p!= NULL) { if (p -> info > max ) max = p -> info; p = p -> coda; /* scorre di un elemento in avanti */ return (max);

24 /* Funzione per la visualizzazione della lista. Il parametro in ingresso è una lista di interi. Versione ricorsiva.*/ void visualizza_lista (Lista_int p) { if (p!= NULL) { printf ( %d, p->info); /* visualizza il campo info */ printf ( ---> ); visualizza_lista ( p -> coda); /* chiamata ricorsiva */ else printf ( NULL\n\n );

25 Esercizio Scrivere la versione ricorsiva della funzione maggiore_lista che determina il valore dell elemento maggiore in una lista di interi. In questo caso, la variabile max che contiene il maggiore deve essere inizializzata fuori dalla funzione, prima della sua chiamata, e deve essere passata come argomento alla funzione maggiore_lista nel seguente modo: /* dichiarazione della funzione */ int maggiore_lista (Lista_int, int); /* nel main ci sono le seguenti istruzioni */ int max = INT_MIN; printf ( \n Il maggiore è: %d\n\n, maggiore_lista( lista, max));

26 Soluzione /* Versione ricorsiva della funzione maggiore_lista */ int maggiore_lista (Lista_int p, int max) { if (p!= NULL) { if (p -> info > max ) max = p -> info; max = maggiore_lista (p -> coda, max); return (max);

27 Esercizio Data in ingresso una sequenza di valori interi terminante con 0 (zero), costruire due liste lineari, una contenente i valori positivi e una contenente i valori negativi. Visualizzare le liste costruite. #include <stdio.h> #include <stdlib.h> Programma typedef struct Elemento { /* tipo degli elementi della lista */ int info; struct Elemento *coda; Elemento; typedef Elemento *Lista_int; /* tipo della lista di interi */

28 /* dichiarazione delle funzioni usate nel main */ void visualizza_lista (Lista_int); /* vedi esercizi precedenti */ Lista_int aggiungi (Lista_int, int); /* funzione principale */ int main ( ) { Lista_int lista_positivi = NULL; /* inizializzazione della lista dei valori positivi */ Lista_int lista_negativi = NULL; /* inizializzazione della lista dei valori negativi */ int x;

29 /* Inserimento dei valori letti nelle liste lista_positivi e lista_negativi */ do { printf ( \n Inserisci un valore (0 per fine lista): ); scanf ( %d, &x); if (x > 0) lista_positivi = aggiungi (lista_positivi, x); if (x < 0) lista_negativi = aggiungi (lista_negativi, x); while (x!= 0); visualizza_lista (lista_positivi); visualizza_lista (lista_negativi);

30 /* La funzione aggiungi inserisce un elemento in testa ad una lista data */ Lista_int aggiungi (Lista_int p, int x) { Lista_int list_temp; list_temp = (Lista_int) malloc (sizeof (Elemento)); list_temp -> info = x; list_temp -> coda = p; p = list_temp; return (p);

31 Esercizio Modificare il programma precedente in modo tale che la funzione aggiungi utilizzi il passaggio dei parametri mediante indirizzo. In questo caso non restituisce alcun valore. Programma #include <stdio.h> #include <stdlib.h> typedef struct Elemento { /* tipo degli elementi della lista */ int info; struct Elemento *coda; Elemento; typedef Elemento *Lista_int; /* tipo della lista di interi */

32 /* dichiarazione delle funzioni usate nel main */ void visualizza_lista (Lista_int); /* vedi esercizi precedenti */ void aggiungi (Lista_int *, int); /* nuova definizione della funzione aggiungi */ /* funzione principale */ int main ( ) { Lista_int lista_positivi = NULL; /* inizializzazione della lista dei valori positivi */ Lista_int lista_negativi = NULL; /* inizializzazione della lista dei valori negativi */ int x;

33 /* Inserimento dei valori letti nelle liste lista_positivi e lista_negativi */ do { printf ( \n Inserisci un valore (0 per fine lista): ); scanf ( %d, &x); if (x > 0) aggiungi (&lista_positivi, x); if (x < 0) aggiungi (&lista_negativi, x); while (x!= 0); visualizza_lista (lista_positivi); visualizza_lista (lista_negativi);

34 /* Funzione aggiungi con passaggio dei parametri mediante indirizzo.*/ void aggiungi (Lista_int *p, int x) { Lista_int list_temp; list_temp = (Lista_int) malloc (sizeof (Elemento)); list_temp -> info = x; list_temp -> coda = *p; *p = list_temp;

35 ESEMPIO Di Esecuzione Inserisci un valore (0 per fine lista): 9 Inserisci un valore (0 per fine lista): -9 Inserisci un valore (0 per fine lista): -7 Inserisci un valore (0 per fine lista): -3 Inserisci un valore (0 per fine lista): 5 Inserisci un valore (0 per fine lista): 3 Inserisci un valore (0 per fine lista): 2 Inserisci un valore (0 per fine lista): > 3--> 5 --> 9--> NULL -3 --> -7 --> -9 --> NULL

36 Esercizio: una gara di pesca 1) Definire un tipo enumerazione TipoPesce che rappresenta i tipi di pesce d acqua dolce carpa, luccio e trota. typedef enum TipoPesce {carpa, luccio, trota TipoPesce; 2) Definire un tipo Pesce che è una struttura con due campi: la specie (carpa, luccio o trota) ed il peso, rispettivamente. typedef struct Pesce { TipoPesce tipo; double peso; Pesce;

37 3) Dichiarare un tipo record Pescatore che rappresenta un concorrente della gara di pesca. Un pescatore ha un nome, gli viene assegnata una postazione (di tipo intero), e man mano che i pesci abboccano alla sua lenza questi si aggiungono alla lista dei pesci da lui pescati, rappresentata dal campo rete. typedef struct Catturato { Pesce pesce; struct Catturato *next; Catturato; typedef Catturato* Rete; typedef struct Pescatore { char *nome; int postazione; Rete rete; Pescatore;

38 4) Definire il tipo Gara che è un array di pescatori. #define MAX 100 typedef Pescatore Gara [MAX]; 5) Implementare la seguente procedura: void IscriviConcorrente (Gara gara, char * nome, int postazione, int i); che inserisce nella cella gara[i] i dati del nuovo concorrente del quale vengono passati il nome e la postazione a lui assegnata. Ovviamente la rete del nuovo concorrente iscritto alla gara sarà inizialmente vuota. void IscriviConcorrente (Gara gara, char * nome, int postazione, int i) { gara[i].nome = (char *) calloc (strlen(nome)+1, sizeof (char)); strcpy (gara[i].nome, nome); gara[i].postazione = postazione; gara[i].rete = NULL;

39 6) Implementare la seguente procedura: void Abbocca (Gara gara, int i, TipoPesce tipo, double peso); che inserisce nella rete corrispondente al pescatore in gara[i] un pesce del tipo e peso specificato. void Abbocca (Gara gara, int i, TipoPesce tipo, double peso){ Rete nuovo = (Rete) malloc (sizeof(catturato)); (nuovo -> pesce).tipo = tipo; (nuovo -> pesce).peso = peso; nuovo -> next = gara[i].rete; gara[i].rete = nuovo;

40 7) Implementare la seguente procedura: double PesoReteVincente (Gara gara, int dim); che restituisce il peso della rete più pesante. La dimensione della porzione significativa dell array gara è dim. double Max (double i, double j) { if (i>j) return i; return j; double PesoRete (Rete rete) { if (rete == NULL) return 0.0; return (rete -> pesce.peso + PesoRete(rete -> next)); double PesoReteVincente (Gara gara, int dim) { if (dim == 0) return 0.0; return Max(PesoRete(gara[dim-1].rete),PesoReteVincente(gara, dim-1));

41 8) Implementare la seguente procedura: double MaxPesce (Gara gara, int dim); che restituisce il peso del pesce più pesante tra tutti quelli pescati dai dim concorrenti alla gara. double MaxNellaRete (Rete rete) { if (rete == NULL) return 0.0; return Max(rete -> pesce.peso, MaxNellaRete(rete -> next)); double MaxPesce(Gara gara, int dim) { if (dim == 0) return 0.0; return Max(MaxNellaRete(gara[dim-1].rete), MaxPesce(gara, dim-1));

42 9) Implementare la seguente procedura: void Stampa (Gara gara, int dim); che produce una rappresentazione sullo standard output dello stato della gara: per ognuno dei concorrenti deve stampare il nome, la postazione e lo stato della rete. void StampaRete (Rete rete) { if (rete! = NULL) { switch ((rete -> pesce).tipo) { case carpa: printf( [carpa, ); break; case luccio: printf( [luccio, ); break; case trota: printf( [trota, ); break; default : ; printf ( %lf ], (rete -> pesce).peso); StampaRete (rete -> next);

43 void Stampa (Gara gara, int dim) { int i; for (i=0; i<dim; i++) { printf( concorrente %d: nome = %s, postazione = %d, rete =, i, gara[i].nome, gara[i].postazione); StampaRete (gara[i].rete); printf ( \n );