Διάλεξη 08: Λίστες ΙΙ Κυκλικές Λίστες

Σχετικά έγγραφα
Διάλεξη 08: ΛίστεςΙΙ Κυκλικές Λίστες. Διδάσκων: Παναγιώτης Ανδρέου

Διάλεξη 08: Λίστες ΙΙ Κυκλικές Λίστες

Υλοποίηση Λιστών. Στην ενότητα αυτή θα μελετηθούν τα εξής επιμέρους θέματα:

Δοµές Δεδοµένων. 4η Διάλεξη Στοιχειώδεις Δοµές Δεδοµένων: Πίνακες και Λίστες. Ε. Μαρκάκης

ΔΟΜΕΣ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ. Στοιχειώδεις Δοµές Δεδοµένων Λίστες Κεφάλαιο 3 (3.3, 3.4, 3.7) Ε. Μαρκάκης Επικ. Καθηγητής

ΔΟΜΕΣ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ. Στοιχειώδεις Δοµές Δεδοµένων Λίστες Κεφάλαιο 3 (3.3, 3.4, 3.7) Ε. Μαρκάκης Επικ. Καθηγητής

Στοιχειώδεις Δομές Δεδομένων

Διάλεξη 07: Λίστες Ι Υλοποίηση & Εφαρμογές

Διδάσκων: Κωνσταντίνος Κώστα Διαφάνειες: Δημήτρης Ζεϊναλιπούρ

Διάλεξη 12: Λίστες Υλοποίηση & Εφαρμογές. Διδάσκων: Παναγιώτης Ανδρέου

Εργαστήριο 4: Υλοποίηση Αφηρημένου Τύπου Δεδομένων: Ταξινομημένη Λίστα

Διάλεξη 06: Συνδεδεμένες Λίστες & Εφαρμογές Στοιβών και Ουρών

Στοίβες με Δυναμική Δέσμευση Μνήμης

Διάλεξη 16: Σωροί. Στην ενότητα αυτή θα μελετηθούν τα εξής επιμέρους θέματα: - Ουρές Προτεραιότητας - Ο ΑΤΔ Σωρός, Υλοποίηση και πράξεις

Διάλεξη 05: Αφηρημένοι Τύποι Δεδομένων

ΕΠΛ231 Δομές Δεδομένων και Αλγόριθμοι 5. Αφηρημένοι Τύποι Δεδομένων / Στοίβες και Ουρές

Δομές Δεδομένων & Αλγόριθμοι

Συλλογές, Στοίβες και Ουρές

Διδάσκων: Παναγιώτης Ανδρέου

Επιλογές και Κριτήρια Σχεδιασμού ΑΤΔ Ανεξαρτήτως από Γλώσσα Υλοποίησης 24/4/2012

Κατ οίκον Εργασία 2 Σκελετοί Λύσεων

Φροντιστήριο 4 Σκελετοί Λύσεων

Διάλεξη 22: Δυαδικά Δέντρα. Διδάσκων: Παναγιώτης Ανδρέου

ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟΣΤΡΑΦΟΥΣ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΥ. Σύνθεση αντικειμένων

Βασικές Έννοιες Δοµών Δεδοµένων

Διάλεξη 12: Δέντρα ΙΙ Δυαδικά Δέντρα

Βασικές Δομές Δεδομένων

υναµικές οµές εδοµένων (συν.) Στην ενότητα αυτή θα µελετηθούν τα εξής επιµέρους θέµατα:

Διάλεξη 21η: Απλά Συνδεδεμένες Λίστες

Διάλεξη 15: Δομές Δεδομένων IV (Διπλά Συνδεδεμένες Λίστες)

Δομές Δεδομένων & Αλγόριθμοι

Διάλεξη 11: Φροντιστήριο για Στοίβες. Διδάσκων: Παναγιώτης Ανδρέου. ΕΠΛ035 Δομές Δεδομένων και Αλγόριθμοι για Ηλ. Μηχ. Και Μηχ. Υπολ.

υναµική έσµευση Μνήµης (συν.) ΕΠΛ 132 Αρχές Προγραµµατισµού ΙΙ 2 Εφαρµογή

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΥΠΡΟΥ ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ. ΘΕΩΡΗΤΙΚΗ ΑΣΚΗΣΗ 2 ΛΥΣΕΙΣ Γραμμικές Δομές Δεδομένων, Ταξινόμηση

Διάλεξη 15: Δομές Δεδομένων IV (Διπλά Συνδεδεμένες Λίστες)

Διάλεξη 16: Σωροί. Στην ενότητα αυτή θα μελετηθούν τα εξής επιμέρους θέματα: - Ουρές Προτεραιότητας - Ο ΑΤΔ Σωρός, Υλοποίηση και πράξεις

Δομές Δεδομένων & Ανάλυση Αλγορίθμων. 3ο Εξάμηνο. Ουρά (Queue) Υλοποίηση της με τη βοήθεια πίνακα.

Τύποι Δεδομένων και Απλές Δομές Δεδομένων. Παύλος Εφραιμίδης V1.0 ( )

Διδάσκων: Κωνσταντίνος Κώστα Διαφάνειες: Δημήτρης Ζεϊναλιπούρ

Διάλεξη 13: Δομές Δεδομένων ΙΙ (Ταξινομημένες Λίστες)

Διδάσκων: Παναγιώτης Ανδρέου

Δομές Δεδομένων. Ενότητα 4: Ο ΑΤΔ Λίστα & Υλοποίηση Λίστας με σειριακή αποθήκευση- Ο ΑΤΔ Συνδεδεμένη Λίστα- Υλοποίηση ΑΤΔ Συνδεδεμένη Λίστα με πίνακα

Διάλεξη 17: O Αλγόριθμος Ταξινόμησης HeapSort

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΥΠΡΟΥ ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ. ΕΠΛ 035: οµές εδοµένων και Αλγόριθµοι για Ηλεκτρολόγους Μηχανικούς και Μηχανικούς Υπολογιστών

Ενότητα 2: Στοίβες Ουρές - Λίστες Ασκήσεις και Λύσεις

4. Συνδεδεμένες Λίστες

Κατ οίκον Εργασία 2 Σκελετοί Λύσεων

Εργαστήριο 5: Υλοποίηση Αφηρημένου Τύπου Δεδομένων: Διπλά Συνδεδεμένη Λίστα

Δομές Δεδομένων. Ενότητα 6: Εφαρμογή Συνδεδεμένων Λιστών: Αλφαβητικό ευρετήριο κειμένου- Υλοποίηση ΑΤΔ Στοίβα και Ουρά με δείκτες

Διάλεξη 26: Σωροί. Διδάσκων: Παναγιώτης Ανδρέου

Διάλεξη 9: Αφηρημένοι Τύποι Δεδομένων. Διδάσκων: Παναγιώτης Ανδρέου

Δομές Δεδομένων (Data Structures)

Κατηγορίες Συμπίεσης. Συμπίεση με απώλειες δεδομένων (lossy compression) π.χ. συμπίεση εικόνας και ήχου

ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟΣΤΡΑΦΟΥΣ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΥ. Αντικείμενα με πίνακες. Constructors. Υλοποίηση Στοίβας

Γράφημα. Συνδυαστικό αντικείμενο που αποτελείται από 2 σύνολα: Σύνολο κορυφών (vertex set) Σύνολο ακμών (edge set) 4 5 πλήθος κορυφών πλήθος ακμών

ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟΣΤΡΑΦΟΥΣ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΥ. Κλάσεις και Αντικείμενα

Πανεπιστήμιο Πειραιώς Σχολή Τεχνολογιών Πληροφορικής και Επικοινωνιών Τμήμα Ψηφιακών Συστημάτων ομές εδομένων

Δομές Δεδομένων. Ενότητα 7: Άλλες παραλλαγές Συνδεδεμένων Λιστών-Παράσταση Αραιού Πολυωνύμου με Συνδεδεμένη Λίστα. Καθηγήτρια Μαρία Σατρατζέμη

Πανεπιστήμιο Πειραιώς Σχολή Τεχνολογιών Πληροφορικής και Επικοινωνιών Τμήμα Ψηφιακών Συστημάτων ομές εδομένων

ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟΣΤΡΑΦΟΥΣ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΥ. Κλάσεις και Αντικείμενα Αναφορές

Προγραμματισμός Δομές Δεδομένων

Στοίβες - Ουρές. Στοίβα (stack) Γιάννης Θεοδωρίδης, Νίκος Πελέκης, Άγγελος Πικράκης Τµήµα Πληροφορικής

Oι βασικές πράξεις (λειτουργίες) που ορίζονται για τον τύπο στοίβα αναφέρονται παρακάτω:

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ 5 ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ

ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟΣΤΡΑΦΟΥΣ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΥ. Σύνθεση αντικειμένων

Κεφάλαιο 10 Ψηφιακά Λεξικά

ΗΥ240: Δοµές Δεδοµένων Εαρινό Εξάµηνο Ακαδηµαϊκό Έτος 2017 Διδάσκουσα: Παναγιώτα Φατούρου Προγραµµατιστική Εργασία - 1 ο Μέρος

Οντοκεντρικός Προγραμματισμός

Σύνοψη Προηγούμενου. Λίστες (Lists) Συνδεδεμένες Λίστες: Εισαγωγή (1/2) Συνδεδεμένες Λίστες. Ορέστης Τελέλης

ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ: QUIZ ΔΟΜΕΣ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ

Βασικές οµές εδοµένων

Δομές Δεδομένων (Data Structures)

ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟΣΤΡΑΦΟΥΣ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΥ. Σύνθεση αντικειμένων

Διάλεξη 16: Σωροί. Στην ενότητα αυτή θα μελετηθούν τα εξής επιμέρους θέματα: - Ουρές Προτεραιότητας - Ο ΑΤΔ Σωρός, Υλοποίηση και πράξεις

Κατ οίκον Εργασία 2 Σκελετοί Λύσεων

Δοµές Δεδοµένων. 5η Διάλεξη Λίστες και αρχές ανάλυσης αλγορίθµων. Ε. Μαρκάκης

Αντικειμενοστρεφής Προγραμματισμός Διάλεξη 2 : ΜΕΤΑΒΛΗΤΕΣ ΤΕΛΕΣΤΕΣ & ΕΚΦΡΑΣΕΙΣ ΕΛΕΓΧΟΣ ΡΟΗΣ

ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟΣΤΡΑΦΟΥΣ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΥ. Κλάσεις και Αντικείμενα Constructors, equals, tostring

Φροντιστήριο 4 Σκελετοί Λύσεων

υναµικές οµές εδοµένων

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΚΑΙ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ

ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟΣΤΡΑΦΟΥΣ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΥ. Υπάρχουσες κλάσεις και αντικείμενα στην Java Strings Wrapper Classes Δομές

Οι λίστες, χάνοντας τα πλεονεκτήματα των πινάκων, λύνουν προβλήματα που παρουσιάζουν οι πίνακες

Διάλεξη 22: Τεχνικές Κατακερματισμού I (Hashing)

ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟΣΤΡΑΦΟΥΣ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΥ. Σύνθεση αντικειμένων

ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟΣΤΡΑΦΟΥΣ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΥ. Σύνθεση αντικειμένων

Διάλεξη 14: Δομές Δεδομένων ΙΙI (Λίστες και Παραδείγματα)

Απλές Δοµές Δεδοµένων Στην ενότητα αυτή θα γνωρίσουµε ορισµένες απλές Δοµές Δεδοµένων και θα τις χρησιµοποιήσουµε για την αποδοτική επίλυση του προβλή

ΗΥ240: Δοµές Δεδοµένων Χειµερινό Εξάµηνο Ακαδηµαϊκό Έτος Διδάσκουσα: Παναγιώτα Φατούρου Προγραµµατιστική Εργασία - 1 ο Μέρος

POINTERS, AGGREGATION, COMPOSITION

Διδάσκων: Κωνσταντίνος Κώστα Διαφάνειες: Δημήτρης Ζεϊναλιπούρ

Διαδικασιακός Προγραμματισμός

ΗΥ240: Δομές Δεδομένων Εαρινό Εξάμηνο Ακαδημαϊκό Έτος 2018 Διδάσκουσα: Παναγιώτα Φατούρου Προγραμματιστική Εργασία - 1o Μέρος

Ενότητα 2: Στοίβες Ουρές - Λίστες Ασκήσεις και Λύσεις

Ουρά Προτεραιότητας (priority queue)

Διάλεξη 3: Προγραμματισμός σε JAVA I. Διδάσκων: Παναγιώτης Ανδρέου

Mεταβλητές (variables) και Σταθερές (constants)

Διάλεξη 17: Δυαδικά Δέντρα. Διδάσκων: Κωνσταντίνος Κώστα Διαφάνειες: Δημήτρης Ζεϊναλιπούρ

ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟΣΤΡΑΦΟΥΣ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΥ. Αναφορές Στοίβα και Σωρός Αναφορές-Παράμετροι

Διάλεξη 15: Αναδρομή (Recursion) Διδάσκων: Παναγιώτης Ανδρέου

Transcript:

ΕΠΛ231 Δομές Δεδομένων και Αλγόριθμοι 1 Διάλεξη 0: Λίστες ΙΙ Κυκλικές Λίστες Στην ενότητα αυτή θα μελετηθούν τα εξής επιμέρους θέματα: - Κυκλικές Απλά Συνδεδεμένες Λίστες - Κυκλικές Διπλά Συνδεδεμένες Λίστες - Τεχνικές Μείωσης Χώρου

Size=3 head rear Κυκλικές Απλά Συνδεδεμένες Λίστες Μια κυκλική λίστα μπορεί να παίξει το ρόλο της ουράς, της οποίας και τα δύο άκρα είναι προσιτά με τη βοήθεια ενός μόνο δείκτη. C-LIST data next data next data next node node node Το πίσω άκρο, δηλαδή το άκρο όπου γίνονται οι εισαγωγές, είναι αυτό που δείχνεται από τον δείκτη στη λίστα (rear). Άρα οι εξαγωγές γίνονται ακριβώς μετά από τον κόμβο που δείχνεται από τον δείκτη rear. ΕΠΛ231 Δομές Δεδομένων και Αλγόριθμοι 2

Το πρόβλημα του Josephus Titus Flavius Josephus (37 100 μ. Χ.) N άτομα τοποθετούνται σε έναν κύκλο Αφαιρούμε το M-οστό άτομο, για κάποιο δοσμένο Μ (ξεκινώντας από το 1) Ξεκινώντας από Μ+1 αφαιρούμε πάλι το Μ- οστό άτομο κ.ο.κ. μέχρι να μείνει μόνο ένα άτομο Josephus(N,M): το άτομο που θα μείνει στο τέλος Josephus(9,5) 1 9 2 3 7 4 6 5 1 9 2 3 7 4 6 9 2 3 4 7 6 2 9 2 9 2 6 9 2 6 3 9 2 6 3 4 ΕΠΛ231 Δομές Δεδομένων και Αλγόριθμοι 3

Κυκλικά Απλά Συνδεδεμένης Λίστα (συν.) Άμεση λύση με χρήση κυκλικής λίστας Κατασκευή λίστας N κόμβων Ο τελευταίος κόμβος δείχνει στον πρώτο Διατρέχουμε τη λίστα μέχρι να αδειάσει Κυκλική διάσχιση χωρίς ειδικό κώδικα Διαγράφουμε το M-οστό στοιχείο κάθε φορά Εύκολη αφαίρεση στοιχείων ακολουθώντας δείκτες Δεν υπάρχει αλλαγή στις δομές (κλάσεις), μόνο στις συναρτήσεις διαγραφής και εισαγωγής Αναθέτουμε στον τελευταίο κόμβο να δείχνει στον πρώτο ΕΠΛ231 Δομές Δεδομένων και Αλγόριθμοι 4

Το πρόβλημα του Josephus: Υλοποίηση class Node { } int val; Node(int v) { val = v; } Node next; public class Josephus { public static void main(string[] args) { } } int N = 9; int M = 5; Node t = new Node(1); Node x = t; // t στην αρχή for (int i = 2; i <= N; i++) { } x.next = new Node(i); x = x.next; x.next = t;// τελευταίος κόμβος δείχνει την αρχή while (x!= x.next) { } for (int i = 1; i < M; i++) x = x.next; System.out.println("Executing " + x.next.val); x.next = x.next.next; // διαγραφή System.out.println("Survivor is " + x.val); ΕΠΛ231 Δομές Δεδομένων και Αλγόριθμοι 5

Το πρόβλημα του Josephus: Υλοποίηση (συν.) Γενικά μπορούμε να υλοποιούμε λίστες με πίνακες (δεν είναι πάντα βολικό όμως) Χρειαζόμαστε 2 πίνακες: val[i]: στοιχείο κόμβου i next[i]: δείκτης επόμενου κόμβου Διαγραφή κόμβου γίνεται με ενημέρωση του next[] next[x] = next[next[x]] ΕΠΛ231 Δομές Δεδομένων και Αλγόριθμοι 6

Size=3 head ΕΠΛ231 Δομές Δεδομένων και Αλγόριθμοι 7 Κυκλικές Διπλά Συνδεδεμένες Λίστες Κυκλική λίστα της οποίας ο κάθε κόμβος δείχνει και στον επόμενο και στον προηγούμενο. Με την εισαγωγή κεφαλής σε τέτοιες λίστες παίρνουμε τις κυκλικές διπλά συνδεδεμένες λίστες με κεφαλή. CDL-LIST prev data next prev data next prev data next 4 5 6

Παρατηρήσεις 1. Το τι είδους λίστα θα χρησιμοποιήσετε εξαρτάται πάντα από το πρόβλημα 2. Συλλογή σκουπιδιών Στη Java δεν χρειάζεται να απελευθερώνουμε τη μνήμη όταν σταματάμε να χρησιμοποιούμε κάποιο δείκτη. Γίνεται αυτόματα από τον Garbage Collector Σε άλλες γλώσσες πρέπει να γίνει ρητά (στη C++ καλώντας την delete). Προσοχή στη χρήση της μνήμης! 3. Για κάθε τύπο λίστας, μπορούμε να ορίσουμε μία κλάση που να περιέχει όλες τις χρήσιμες μεθόδους ως μέλη Κάνει πιο εύκολο τον κώδικα για προγράμματα-πελάτες. Οι έλεγχοι γίνονται από τις μεθόδους της κλάσης ΕΠΛ231 Δομές Δεδομένων και Αλγόριθμοι

ΕΠΛ231 Δομές Δεδομένων και Αλγόριθμοι 9 Τεχνικές Μείωσης Χώρου Οι διπλά συνδεδεμένες λίστες έχουν το μειονέκτημα πως απαιτούν την ύπαρξη δύο πεδίων δεικτών σε κάθε κόμβο. Πολλές από τις αποθηκευμένες πληροφορίες επαναλαμβάνονται κάθε δείκτης αποθηκεύεται σε δυο κόμβους, τον επόμενο και τον προηγούμενο με αποτέλεσμα τη σπατάλη χώρου.

Τεχνικές Μείωσης Χώρου Ορισμός (Exclusive or) a b = 0 a = b, δηλ. ΕΠΛ231 Δομές Δεδομένων και Αλγόριθμοι 10 a b ( a b) ( a b) a b a b 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 0 Aν a 1 a 2 a n, b 1 b 2 b n είναι συμβολοσειρές και a i b i = c i τότε ορίζουμε Ιδιότητες του Exclusive-or a b=b a a (b c) = (a b) c a a = 0 a 0 = a

Τεχνικές Μείωσης Χώρου Μέθοδος μείωσης χώρου Θεωρούμε ότι κάθε κόμβος της λίστας αποτελείται από δύο πεδία: το πεδίο data για αποθήκευση δεδομένων και το πεδίο Link. Ας υποθέσουμε πως η λίστα χρησιμοποιείται για την αποθήκευση n δεδομένων. Έστω ότι η διεύθυνση του κόμβου που περιέχει το i- οστό δεδομένο είναι η Μ i. Θεωρούμε επίσης δύο επιπλέον κόμβους με διευθύνσεις M n+1 και Μ n+2. Για κάθε κόμβο, το πεδίο Link περιέχει το exclusive-or δύο διευθύνσεων: της διεύθυνσης του κόμβου που προηγείται και της διεύθυνσης αυτού που ακολουθεί. Δηλαδή Για τη διέλευση της λίστας απαιτούνται δύο δείκτες A, B, οι οποίοι να δείχνουν πάντοτε σε δυο διαδοχικούς κόμβους. Αρχικά οι A,B, δείχνουν στους κόμβους M n+1 και Μ n+2. ( Mi). Link M( i 1)mod( n 2) M( i 1)mod( n 2). ΕΠΛ231 Δομές Δεδομένων και Αλγόριθμοι 11

ΕΠΛ231 Δομές Δεδομένων και Αλγόριθμοι 12 Τεχνικές Μείωσης Χώρου Ο επόμενος κόμβος δίνεται από το A Link(B), και ο προηγούμενος κόμβος από το Link(A) B.