Εργαστήριο 5: Υλοποίηση Αφηρημένου Τύπου Δεδομένων: Διπλά Συνδεδεμένη Λίστα

Transcript

1 Εργαστήριο 5: Υλοποίηση Αφηρημένου Τύπου Δεδομένων: Διπλά Συνδεδεμένη Λίστα Στην ενότητα αυτή θα μελετηθούν τα εξής επιμέρους θέματα: - Διπλά Συνδεδεμένες Λίστες -Υλοποίηση Διπλά Συνδεδεμένης Λίστας με δυναμική δέσμευση μνήμης ΕΠΛ035 Δομές Δεδομένων και Αλγόριθμοι για Ηλ. Μηχ. Και Μηχ. Υπολ. 1

2 Διπλά Συνδεδεμένες Λίστες Διπλά συνδεδεμένη λίστα (doubly-linked list)ονομάζεται μια λίστα κάθε κόμβος της οποίας κρατά πληροφορίες και για τον επόμενο και για τον προηγούμενο κόμβο: prev data next node Με αυτό τον τρόπο δίνεται η ευχέρεια μετακίνησης μέσα στη λίστα και προς τις δύο κατευθύνσεις. Παράδειγμα Λίστας: DL-LIST Size=3 head prev data next prev data next prev data next node node node NULL NULL ΕΠΛ035 Δομές Δεδομένων και Αλγόριθμοι για Ηλ. Μηχ. Και Μηχ. Υπολ. 2

3 Διπλά Συνδεδεμένες Λίστες Ποιες δομές χρειάζονται για υλοποίηση μιας διπλά συνδεδεμένης λίστας; Ένας κόμβος ορίζεται από το πιο κάτω structure: typedef struct node { int data; struct node *next; struct node *prev; NODE; O κόμβος που ορίζει τη διπλά συνδεδεμένη λίστα είναι ο ίδιος με αυτό που ορίζει μια στοίβα: typedef struct list { NODE *head; int size; DLIST; ΕΠΛ035 Δομές Δεδομένων και Αλγόριθμοι για Ηλ. Μηχ. Και Μηχ. Υπολ. 3

4 Διπλά Συνδεδεμένες Λίστες Προφανώς η εισαγωγή στοιχείου σε κάποιο σημείο μιας διπλά συνδεδεμένης λίστας περιέχει κάποια επιπλέον πολυπλοκότητα από την εισαγωγή σε μια απλά συνδεδεμένη λίστα. Αυτό γιατί κάθε νέος κόμβος πρέπει να συνδεθεί και με τον επόμενο και με τον προηγούμενο κόμβο στη λίστα. Παρόμοια, κατά τις εξαγωγές στοιχείων. Παράδειγμα εισαγωγής του στοιχείου 6 μετά το 5στην πιο κάτω λίστα: DL-LIST Size=4 head prev data next NULL 4 prev data next 5 prev data next 6 prev data next 8 NULL ΕΠΛ035 Δομές Δεδομένων και Αλγόριθμοι για Ηλ. Μηχ. Και Μηχ. Υπολ. 4

5 Διπλά Απλά Συνδεδεμένες Λίστες(συν.) Βοηθητική συνάρτηση: Δημιουργία κόμβου NODE* createlistnode(type x){ data next newnode NULL NODE* createlistnode(type x){ NODE *newnode = NULL; newnode = (NODE*) malloc( sizeof(node) ); newnode->data = x; newnode->next = NULL; newnode->previous = NULL; return newnode; ΕΠΛ035 Δομές Δεδομένων και Αλγόριθμοι για Ηλ. Μηχ. Και Μηχ. Υπολ. 5

6 Υλοποίηση Ταξινομημένης Λίστας Δομές που θα χρειαστείτε: //easily change the implementation from int to other type, e.g., typedef double type; typedef int type; //The NODE data structure typedef struct node { type data; struct node *next; struct node *previous; NODE; //The LIST data structure typedef struct dlist { NODE *head; int size; LIST; ΕΠΛ035 Δομές Δεδομένων και Αλγόριθμοι για Ηλ. Μηχ. Και Μηχ. Υπολ. 6

7 Συναρτήσεις που πρέπει να υλοποιήσετε NODE* createlistnode(type x); void makeemptylist(dlist *L); bool isemptylist(dlist *L); void insertfirstnode(dlist *L,type x); void printlist(dlist *L); void printlistreverse(dlist *L); void deletefirstnode(dlist *L); void deletelastnode(dlist *L); void swapfirstwithlast(dlist *L); ΕΠΛ035 Δομές Δεδομένων και Αλγόριθμοι για Ηλ. Μηχ. Και Μηχ. Υπολ. 7

8 Λύσεις NODE* createlistnode(type x){ NODE *newnode = NULL; newnode = (NODE*) malloc( sizeof(node) ); newnode->data = x; newnode->next = NULL; newnode->previous = NULL; return newnode; ΕΠΛ035 Δομές Δεδομένων και Αλγόριθμοι για Ηλ. Μηχ. Και Μηχ. Υπολ. 8

9 Λύσεις (συν.) void makeemptylist(dlist *L) { L->size = 0; L->head = NULL; ΕΠΛ035 Δομές Δεδομένων και Αλγόριθμοι για Ηλ. Μηχ. Και Μηχ. Υπολ. 9

10 Λύσεις (συν.) bool IsEmptyList(DLIST *L) { return (L->size == 0); ΕΠΛ035 Δομές Δεδομένων και Αλγόριθμοι για Ηλ. Μηχ. Και Μηχ. Υπολ. 10

11 Λύσεις (συν.) void insertfirstnode(dlist *L, type x){ NODE *newnode = createlistnode(x); if(!isemptylist(l) ) L->head->previous = newnode; newnode->next = L->head; L->head = newnode; L->size++; ΕΠΛ035 Δομές Δεδομένων και Αλγόριθμοι για Ηλ. Μηχ. Και Μηχ. Υπολ. 11

12 Λύσεις (συν.) void printlist(dlist *L) { NODE* tmp = L->head; for(int i=0; i<l->size; i++){ printf("%d ", tmp->data); tmp = tmp->next; printf("\n"); ΕΠΛ035 Δομές Δεδομένων και Αλγόριθμοι για Ηλ. Μηχ. Και Μηχ. Υπολ. 12

13 Λύσεις (συν.) void printlistreverse(dlist *L) { NODE* tmp = L->head; for(int i=0; i<(l->size-1); i++){ tmp = tmp->next; while(tmp!=null){ printf("%d ", tmp->data); tmp = tmp->previous; printf("\n"); ΕΠΛ035 Δομές Δεδομένων και Αλγόριθμοι για Ηλ. Μηχ. Και Μηχ. Υπολ. 13

14 Λύσεις (συν.) void deletefirstnode(dlist *L){ NODE *tmp; if(!isemptylist(l) ) { if(l->size==1) { free(l->head); L->head = NULL; else{ tmp = L->head; L->head = L->head->next; L->head->previous = NULL; free(tmp); L->size--; ΕΠΛ035 Δομές Δεδομένων και Αλγόριθμοι για Ηλ. Μηχ. Και Μηχ. Υπολ. 14

15 Λύσεις (συν.) void deletelastnode(dlist *L){ NODE *tmp; if(!isemptylist(l) ) { if(l->size==1) { free(l->head); L->head = NULL; else{ tmp = L->head; for(int i=0; i<(l->size-1); i++){ tmp = tmp->next; tmp->previous->next = NULL; free(tmp); L->size--; ΕΠΛ035 Δομές Δεδομένων και Αλγόριθμοι για Ηλ. Μηχ. Και Μηχ. Υπολ. 15

16 Λύσεις (συν.) void swapfirstwithlast(dlist *L) { NODE *tmpnode = L->head; type tmpdata; if (!isemptylist(l) && L->size>1) { for (int i=0; i < (L->size-1); i++) tmpnode = tmpnode->next; //swap head data with last node data tmpdata = tmpnode->data; tmpnode->data = L->head->data; L->head->data = tmpdata; ΕΠΛ035 Δομές Δεδομένων και Αλγόριθμοι για Ηλ. Μηχ. Και Μηχ. Υπολ. 16