Esercizi Strutture dati di tipo astratto

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1 Salvatore Cuomo Esercizi Strutture dati di tipo astratto Lezione n. 20 Parole chiave: Strutture dati, pile code, liste Corso di Laurea: Informatica Insegnamento: Programmazione II, modulo di Laboratorio Docente: A.A

2 Le liste Definizione La Lista Lineare é una struttura estremamente flessibile, il numero dei nodi componenti può essere modificato dinamicamente. La Lista si può identificare con un elenco, di cui è possibile variare sia la lunghezza che l ordine. Nella lista lineare l ordinamento logico dei nodi non necessariamente corrisponde a quello fisico. Ogni nodo della struttura è una coppia: ( informazione, puntatore ) Il primo elemento contiene l informazione Il secondo contiene l indirizzo del nodo successivo secondo l ordinamento logico

3 Le liste Fisicamente una lista è una successione di nodi che occupano in memoria posizioni generiche. P 0 L accesso ad un nodo può avvenire solo per scansione dell intera lista, poiché non può essere noto a priori il suo indirizzo. Si osservi ad esempio che in un array, invece, ogni componente è accessibile direttamente perché identificato univocamente all indice L accesso al primo nodo della lista avviene attraverso un puntatore p0. L ultimo nodo ha un simbolo speciale, nel campo indirizzo, di solito lo zero, per indicare la fine della lista. 0

4 Definizione di una lista in C Una lista può essere definita attraverso una struttura di tipo nodo come segue; typedef struct nodo *nod_punt; struct nodo{ real data; nod_punt next; } Per creare un nodo bisogna allocare memoria attaverso l utilizzo di funzioni create allo scopo. nod_punt crea_nodo(real valore){ nod_punt new_punt; new_punt=(nod_punt)malloc(sizeof(struct nodo)); If (new_punt!= NULL){ new_punt->data = valore; new_punt->next = NULL; } return new_punt; }

5 Rimozione di un nodo da una lista in C In figura viene mostrata una procedura per la rimozione di un nodo da una lista. Per eliminare un nodo un nodo bisogna allocare memoria attraverso l utilizzo di funzioni create allo scopo. nod_punt elimina_nodo(nod_punt pnt); { If (pnt!= NULL) { pnt = pnt->next; } return pnt; } Si osservi che: Nel caso della cancellazione si può utilizzare una variabile found per indicare se l elemento cercato è presente nel nodo puntato da curr. Nel caso dell inserimento, il nodo da inserire andrà tra i nodi puntati da prev e da curr. Procedure remove(elenco, prev, curr); var: elenco = lista ordinata di nomi var: p0,curr,prev = puntatori a elenco begin if (prev 0) else punt(prev ) := punt(curr ); else p0 := punt(curr ); endif end remove;

6 Esempio 1 A C D P0 B E 0 In figura viene mostrata l eliminazione del nodo contenente B LIST2 in una lista di alfanumerici. Viene modificato solo il valore del puntatore del primo nodo. Si osservi che Il nodo contenente B non viene eliminato fisicamente.

7 Esempio 2 P LIST aggiornata P In figura viene mostrata l inserimento di un nodo al secondo posto di LIST: lista lineare di reali. Sono modificati i valori dei puntatori del primo nodoche adesso punterà al nodo inserito e di quest ultimo che conterrà il vecchio indirizzo del primo nodo.

8 Esercitazione La pila: funzioni principali La funzione int size(tipostack *s), ritorna la lunghezza della pila La funzione void destroy(tipostack *s), distrugge la la memoria allocata per la pila La funzione void deleteelement(tipostack *s, tipoelemento data), elimina un elemento della pila medinante la definizione delle operazioni ammesse per una pila: inserimento e prelievo dei dati solo dalla cima (top) della struttura Mostra funzione size() Mostra funzione destroy() Mostra funzione deleteelement()

9 La Pila versione dinamica Esempio Nel seguito si implementa un programma in Linguaggio C per la gestione delle pile utilizzando elementi di una LISTA dinamica. La definizione di un elemento della PILA avviene mediante una dichiarazione del tipo: struct ele{ int data; struct ele *next; }; Mentre lo Stack si definisce come: typedef struct{ int count; elem *top; }stack; Mostra Definzioni (parte I del programma)

10 La Pila versione dinamica cont Esempio Il programma principale ha inizio con l inizializzazione Della strutturaa stack mediante le direttive: vstack.top=null; vstack.count=0; Mostra Main (parte II del programma) Mostra Main (parte III del programma)

11 La Pila versione dinamica cont Esempio Il programma principale è strutturato in diversi moduli che di seguito verranno analizzati. La funzione void show(stack vstack), mostra gli elementi nello stack. La funzione void push(stack * vstack), inserisce gli elementi nello stack La funzione void pop(stack * vstack), elimina un elemento dallo Stack. Mostra void show() Mostra void push() Mostra void pop()

12 La Pila versione dinamica cont Esempio Il programma principale è strutturato in diversi moduli che di seguito verranno analizzati. La funzione void delete(stack * vstack), cancella elementi dallo stack liberando memoria. La funzione void top(stack vstack), restituisce la cima dello Stack. La funzione void isempty(stack vstack), verifica se lo Stack è vuoto. Mostra void delete() Mostra void top() Mostra void isempty()

13 La Pila versione dinamica cont Esempio Il programma principale è strutturato in diversi moduli che di seguito verranno analizzati. La funzione void isfull(stack vstack), verifica se lo Stack è pieno. La funzione void size(stack vstack), restituisce la dimensione dello Stack. Mostra void isfull() Mostra void size()

14 Materiali di studio Materiale di studio (1) Nick Parlante, LinkedListBasics [.pdf] (2) Nick Parlante, LinkedListProblems [.pdf] Libri consigliati (a) Donald Knuth. The Art of Computer Programming, Volume 1: Fundamental Algorithms, Third Edition.Addison- Wesley, ISBN Section 2.2.1: Stacks, Queues, and Deques, pp Sitografia essenziale [1] Definizione del National Institute of Standards and Technology (NIST) ( visitato ottobre 2009 ) [2] Donald Knuth ( visitato ottobre 2009 )