Двунаправленные (двусвязные) списки
Удаление однонаправленного списка
Проверка пустоты однонаправленного списка
Поиск элемента в однонаправленном списке
Операция поиска элемента в списке заключается в последовательном просмотре всех элементов списка до тех пор, пока текущий элемент не будет содержать заданное значение или пока не будет достигнут конец списка. В последнем случае фиксируется отсутствие искомого элемента в списке (функция принимает значение false).
//поиск элемента в однонаправленном списке
bool Find_Item_Single_List(Single_List* Head, int DataItem){
Single_List *ptr; //вспомогательным указатель
ptr = Head;
while (ptr != NULL){//пока не конец списка
if (DataItem == ptr->Data) return true;
else ptr = ptr->Next;
}
return false;
}
Операция проверки списка на пустоту осуществляется за счет проверки указателя на первый элемент. Если данный указатель принимает значение NULL, то список пуст.
//проверка пустоты однонаправленного списка
bool Emply_Single_List(Single_List* Head){
if (Head!=NULL) return false;
else return true;
}
Операция удаления списка заключается в освобождении динамической памяти. Для данной операции организуется функция, в которой нужно переставлять указатель на следующий элемент списка до тех пор, пока указатель не станет, равен NULL, то есть не будет достигнут конец списка. Реализуем рекурсивную функцию.
/*освобождение памяти, выделенной под однонаправленный список*/
void Delete_Single_List(Single_List* Head){
if (Head != NULL){
Delete_Single_List(Head->Next);
delete Head;
}
}
Таким образом, однонаправленный список имеет только один указатель в каждом элементе. Это позволяет минимизировать расход памяти на организацию такого списка. Одновременно это позволяет осуществлять переходы между элементами только в одном направлении, что зачастую увеличивает время, затрачиваемое на обработку списка. Например, для перехода к предыдущему элементу необходимо осуществить просмотр списка с начала до элемента, указатель которого установлен на текущий элемент.
Для ускорения многих операций целесообразно применять переходы между элементами списка в обоих направлениях. Это реализуется с помощью двунаправленных списков, которые являются сложной динамической структурой.
Двунаправленный (двусвязный) список – это структура данных, состоящая из последовательности элементов, каждый из которых содержит информационную часть и два указателя на соседние элементы (рис. 4). При этом два соседних элемента должны содержать взаимные ссылки друг на друга.
В таком списке каждый элемент (кроме первого и последнего) связан с предыдущим и следующим за ним элементами. Каждый элемент двунаправленного списка имеет два поля с указателями: одно поле содержит ссылку на следующий элемент, другое поле – ссылку на предыдущий элемент и третье поле – информационное. Наличие ссылок на следующее звено и на предыдущее позволяет двигаться по списку от каждого звена в любом направлении: от звена к концу списка или от звена к началу списка, поэтому такой список называют двунаправленным.
 |
Рис. 4. Двунаправленный список
Описание простейшего элемента такого списка выглядит следующим образом:
struct имя_типа {
информационное поле;
адресное поле 1;
адресное поле 2;
};
где информационное поле – это поле любого, ранее объявленного или стандартного, типа;
адресное поле 1 – это указатель на объект того же типа, что и определяемая структура, в него записывается адрес следующего элемента списка;
адресное поле 2 – это указатель на объект того же типа, что и определяемая структура, в него записывается адрес предыдущего элемента списка.
Например:
struct list {
type elem ;
list *next, *pred ;
}
list *headlist ;
где type – тип информационного поля элемента списка;
*next, *pred – указатели на следующий и предыдущий элементы этой структуры соответственно.
Переменная-указатель headlist задает список как единый программный объект, ее значение – указатель на первый (или заглавный) элемент списка.
Основные операции, выполняемые над двунаправленным списком, те же, что и для однонаправленного списка. Так как двунаправленный список более гибкий, чем однонаправленный, то при включении элемента в список, нужно использовать указатель как на элемент, за которым происходит включение, так и указатель на элемент, перед которым происходит включение. При исключении элемента из списка нужно использовать как указатель на сам исключаемый элемент, так и указатели на предшествующий или следующий за исключаемым элементы. Но так как элемент двунаправленного списка имеет два указателя, то при выполнении операций включения/исключения элемента надо изменять больше связей, чем в однонаправленном списке.
Рассмотрим основные операции, осуществляемыми с двунаправленными списками, такие как:
· создание списка;
· печать (просмотр) списка;
· вставка элемента в список;
· удаление элемента из списка;
· поиск элемента в списке;
· проверка пустоты списка;
· удаление списка.
Особое внимание следует обратить на то, что в отличие от однонаправленного списка здесь нет необходимости обеспечивать позиционирование какого-либо указателя именно на первый элемент списка, так как благодаря двум указателям в элементах можно получить доступ к любому элементу списка из любого другого элемента, осуществляя переходы в прямом или обратном направлении. Однако по правилам хорошего тона программирования указатель желательно ставить на заголовок списка.
Для описания алгоритмов этих основных операций используется следующее объявления:
struct Double_List {//структура данных
int Data; //информационное поле
Double_List *Next, //адресное поле
*Prior; //адресное поле
};
. . . . . . . . . .
Double_List *Head; //указатель на первый элемент списка
. . . . . . . . . .
Double_List *Current;
//указатель на текущий элемент списка (при необходимости)