Struktury Danych i Złożoność Obliczeniowa

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Struktury Danych i Złożoność Obliczeniowa"

Artur Szymański
7 lat temu
Przeglądów:

1 Struktury Danych i Złożoność Obliczeniowa Zajęcia 1 Podstawowe struktury danych

2 Tablica Najprostsza metoda przechowywania serii danych, zalety: prostota, wady: musimy wiedzieć, ile elementów chcemy przechowywać (bądź w trakcie kompilacji, bądź w czasie tworzenia tablicy), konieczność znalezienia ciągłego miejsca w pamięci.

3 Tablica Przykład tworzenia tablicy w sposób statyczny, przykład tworzenia tablicy w sposób dynamiczny, przykład tworzenia dynamicznej tablicy dwuwymiarowej, konieczność pamiętania o zwalnianiu zaalokowanej pamięci, jakie mamy wartości domyślne? *

4 Wektor (std::vector<t>) Jeden z elementów biblioteki standardowej (STL), w bibliotece STL (w przestrzeni nazw std) występuje jako szablon (ang. template), w porównaniu do klasycznych tablic: prostsze stosowanie, umożliwia płynną regulację pojemności, dostęp do elementów w ten sam sposób (przeciążony operator indeksowania), również potrzebuje ciągłej przestrzeni w pamięci.

5 Wektor (std::vector<t>) Najprostszy przykład, przykład utworzenia i wykorzystania tablicy dwuwymiarowej na wektorach, uwaga: każdy z wierszy może mieć inną długość, brak konieczności zwalniania pamięci (pamięć zwalnia destruktor a to jest wykonywane automatycznie), jakie mamy wartości domyślne? *

6 Lista Jak jest skonstruowana lista?

7 Lista Początek listy to wskaźnik

8 Przykładowa lista Lista

9 Lista Lista cykliczna Lista dwukierunkowa

10 Lista (std::list<t>) Konstrukcja listy dwukierunkowej, cechy: szybsze działanie przy operacjach dodawania i usuwania w dowolnym miejscu niż tablica/wektor, brak możliwości użycia operatora indeksowania, nie wymaga ciągłości pamięci, na której operuje, wygodne operowanie przy przeszukiwaniu przy pomocy iteratorów (występują również w wektorze). występuje również w prostszej wersji: std::slist<t>, gdzie mamy do czynienia z listą jednokierunkową.

11 Lista (std::list<t>) Prosty przykład wykorzystania listy, (1) przykład wyświetlenia elementów parzystych z listy intów z wykorzystaniem iteratorów (2) *

12 Kolejka (std::queue<t>) Kontener o nieco węższych zastosowaniach niż poprzednio przedstawione, dzięki temu intuicyjne zastosowania, implementacja kolejki typu FIFO, W porównaniu do listy nie umożliwia iterowania ani innego dostępu do elementów wewnątrz kolejki; mamy dostęp tylko do elementu pierwszego i ostatniego poprzez metody front() i back(),

13 Kolejka (std::queue<t>) Przykłady wykorzystania kolejki: elementy do przetworzenia w ramach jakiegoś algorytmu, kolejka może być wykorzystana jako bufor między dwoma interfejsami (jeden interfejs nadaje, drugi przetwarza, ale zdarzenia mogą mieć miejsce asynchronicznie), najprostsze algorytmy np. w routerach wykorzystują kolejki pakiety przychodzą, są kolejkowane i kolejno przesyłane do odpowiednich odbiorców.

14 Deque (std::deque<t>) Deque to Double-Ended Queue (czyli kolejka o dwóch końcach), jest to swoiste skrzyżowanie listy i wektora, kosztem nieco mniejszej wydajności zyskujemy na uniwersalności: możliwość iterowania po wszystkich elementach, możliwość wykorzystania operatora indeksu, aby dostać się natychmiastowo do konkretnego elementu, brak konieczności wykorzystania ciągłego fragmentu pamięci.

15 Deque (std::deque<t>) Przykład wykorzystania deque'a, * dodajemy elementy z przodu, z tyłu, używamy operatora indeksowania, usuwamy elementy z dowolnej strony.

16 Stos (std::stack<t>) Stos to struktura typu LIFO, bardzo prosta struktura, która umożliwia de facto trzy operacje: dodanie elementu na szczyt stosu, usunięcie elementu ze szczytu stosu, sprawdzenie, co znajduje się na szczycie stosu, jest to adapter ( wrapper ) na kontener typu deque, ale można wykorzystać również inny kontener (np. vector lub list),

17 Stos (std::stack<t>) Uwaga: nie należy mylić std::stack<t> ze stosem ani stertą jako element programu bądź systemu operacyjnego.

18 Kopiec binarny Struktura drzewiasta (choć nie implementowana jako drzewo) w której każdy węzeł ma dwoje dzieci (za wyjątkiem najniższego poziomu drzewa) i mają one wartości większe niż rodzic, na najniższym poziomie drzewa elementy układane są od lewej do prawej strony.

19 Kopiec binarny Przykład kopca binarnego:

własność kopca (można użyć funkcji STL: std::make_heap), można sobie

20 Kopiec binarny Cechy: zawsze element o najmniejszej wartości będzie na górze kopca, po dodaniu lub usunięciu elementu, drzewu trzeba przywrócić własność kopca (można użyć funkcji STL: std::make_heap), można sobie wyobrazić kopiec w wersji min i max, najwygodniej zaimplementować kopiec w postaci tablicy:

21 Informacje Szczegóły związane z każdą z zaprezentowanych reprezentacji danych można znaleźć tutaj:

22 Pytania?

23 Zadania?

Podobne dokumenty

Wykład 5 Wybrane zagadnienia programowania w C++ (c.d.)

Wykład 5 Wybrane zagadnienia programowania w C++ (c.d.) Kontenery - - wektor vector - - lista list - - kolejka queue - - stos stack Kontener asocjacyjny map 2016-01-08 Bazy danych-1 W5 1 Kontenery W programowaniu