Курсовая работа
"Динамические структуры данных. Решение задач. Стек. Очередь. Дек"
Введение
Для решения многих практических задач используются структуры данных – массив, запись, множество и так далее. Цель описания типов данных и последующего описания переменных, как относящихся к этому типу, состоит в том, чтобы зафиксировать на время выполнения программы размер значений, которые присваиваются этим переменным и, соответственно, фиксировать размер выделяемой области памяти для них. Такие переменные называются статическими.
Вследствие фиксирования размера выделенной памяти возникают определенные трудности: неэффективное использование оперативной памяти. Нам, во многих случаях, заранее не известны значения той или иной переменной, и даже факт существования этого значения. Для решения задач мы можем использовать только статические переменные, но мы не знаем значения результата и его размеры, поэтому нам бы пришлось выделять место в памяти для максимально возможного итогового значения, что приводит к нерациональному использованию памяти машины.
Созданные и не описанные заранее, переменные размещаются на свободные участки в динамической области оперативной памяти. Такой способ распределения памяти называется динамическим. Существуют множество типов динамических структур данных, среди них, такие как стек, очередь, линейные списки, деки, деревья и другие.
В некоторых случаях решение задачи эффективней при использовании стеков, в других деревьев, в-третьих, – следующих. В этой работе неполный обзор стеков, очередей и деков.
1. Стек
Типичная ситуация, когда одна проблема требует решения другой, которая неразрешима без решения третьей и так далее. В этом ряду проблема, не вызвавшая новых проблем, решается нами первой, хотя оформилась последней, а исходная проблема решается в последнюю очередь. Такая дисциплина обслуживания обозначается LIFOи часто используется в программах. Ей соответствует абстрактная линейная структура, называемая стек.
Определение для стека на языке линейного списка:
стек
–
частный случай линейного односвязного списка, для которого разрешено добавлять или удалять элементы только с одного конца списка, который называется вершиной стека.
Помещение нового элемента в стек, чтение для обработки и его удаление происходит в одном его конце – верхушке. Другой конец стека неактивен. Если мы удалим элемент, в верхушке оказывается следующий, можно сравнить с действием магазина в стрелковом оружии. Включение нового элемента как бы проталкивает имеющиеся элементы в сторону дна. Порядок их следования при хранении не нарушается, как и в очередях, массивах и других структурах. Поскольку в каждый момент нужен доступ к одному, верхнему, элементу стека, индексы элементов не нужны.
Пусть Т – некоторый тип. Рассмотрим тип «стек элементов типа Т». Его значениями являются последовательности значений типа Т. Основные операции, которые используются при применении стека
· Сделать пустым;
· Добавить элемент;
· Взять элемент;
· Стек пуст;
· Вершина стека: Т;
Процедура «сделать пустым» делает стек пустым, то есть «на дне стека ничего нет», рисунок №2. Процедура «добавить элемент» добавляет элемент Х, типа Т, в конец последовательности.
Процедура «взять элемент» применима, если последовательность S непустая, она забирает из неё последний элемент, который становится значением переменной т.). Выражение «стек пуст» истинно, если последовательность S пуста. Выражение «вершина стека» определенно, если последовательность s непустая, и равно последнему элементу последовательности s (.
Реализация стека на основе массива
Будем считать, что вершина нашего стека – это первый элемент массива, тогда вершина будет находиться всегда в первой ячейке массива, а дно будет продвигаться по массиву. Для удобства договоримся пустым членам массива – свободному стеку присваивать – 1000.
Заметно, что стек ограничен по размерам: в него можно записать ограниченное количество элементов
Раздел объявления переменных и констант на языке программирования Паскаль
выглядит следующим образом:
Const n=10;
туре typeelem=Integer; {
объявление типа переменного
}
Stack=Array Of typeelem;
Var s: stack;
Х:
typeelem
;
I
:
Integer
;
Стек можно моделировать с помощью двух переменных:
1. S – стек.
2. Х – переменная для содержимого вершины.
Для того чтобы не было недоразумений и ошибок нужно распечатывать содержимое стека. Эта процедура выводит на экран содержимое стека в виде столбика, на верху которой будет выводиться вершина. В самом нижнем положении будет находиться первый занесённый элемент.
Procedure
list
; {
процедура распечатки содержания стека
}
Var i: Integer;
Begin
Writeln;
I
: =1; {
указатель вершины ставится на вершину стека}
While And Do Begin
Writeln;
Inc
End
;
End;
{list}
Для добавления элемента в стек надо, чтобы этот элемент был типа элемента стека. Процедуру добавления можно описать следующим образом:
Procedure
push
;
Var
i
:
Integer
;
{процедура вставки}
Begin
For i: =n Downto 2 Do s: =s;
S
: =
x
End
; {
push
}
Процедура добавления: сначала мы должны освободить место под новый элемент, для этого сдвигаем все элементы стека по массиву вправо и только после добавляем новый в свободную ячейку.
Функция «взять элемент» в переменную заключена в том, чтобы считать элемент в переменную и удалить его из стека. Функции мы присваиваем значение вершины стека, после чего сдвигаем весь стек на одну ячейку влево. В цикле присваиваем I – тому I+1 значение. Последнему члену массива – «дно» стека присваиваем –1000.
Function
pop
:
typeelem
; {
считывание с удалением}
Var i: Integer;
Begin
Pop: =s;
For i: =1 To n-1 Do s: =s;
S
: =-1000
End
;
{
pop
}
Функция вершина стека: значению функции присваиваем значение вершины стека.
Function
stacktop
:
typeelem
; {
считывание без удаления
}
Begin
Stacktop: =s
End;
{stacktop}
Функция стек пуст: если значение вершины стека не равняется –1000, то функции присваиваем значение логической переменной FALSE
.
Function empty: Boolean; {
проверка
на
пустоту
}
Begin
If s <> -1000 empty: =false;
End;
{empty}
В основной программе используются выше указанные процедуры, например:
init; {
процедура инициализации
}
list; {
распечатка содержимого стека
}
For i: =1 To 3 Do
push; {
вставка
в
стек
}
Writeln;
list; {
распечатка содержимого стека
}
Writeln);
х:=stacktop; {
считывание без удаления
}
Writeln;
Writeln;
List;
For i: =1 To 2 Do Begin
х:=pop;
{считывание с удалением
}
Writeln
End;
Writeln;
List;
х
:=pop;
Writeln;
Writeln;
list;
Writeln);
Недостаток реализации стека на основе массива – это его ограниченность в длине, для преодоления этого недостатка используют стек на основе линейного списка.
2. Очередь
Очередь –
частный случай линейного односвязного списка, для которого разрешены только два действия: добавление элемента в конец
очереди и удаление элемента из начала
очереди. Для создания и работы с ней необходимо иметь как минимум два указателя:
· На начало очереди.
· На конец очереди.
Очередь можно представить в виде звеньев, каждая из которых состоит из двух полей: первое – поле элемента, второе – поле ссылки на следующий элемент очереди.
Для очередей применимы следующие операции:
· Сделать пустой.
· Добавить в очередь.
· Взять из очереди.
· Очередь пуста.
· Очередной элемент.
Реализация очереди на основе линейного списка
Описание типа переменных для реализации очереди: пользуемся рекурсивным описанием полей:
Type typeelem=Integer;
тип
элемента
очереди
connect=^data;
рекурсивное определение указателя
data=Record
elem:typeelem;
тип информационной ячейки
next:connect
тип указателя
End;
В этом случае каждое звено содержится в указателе предыдущего звена.
Процедура инициализации очереди включает в себя выделение памяти для создания новой ячейки, указатели присваиваются равными новой ячейке, указатель на следующее звено равно nil:
Процедура распечатки содержимого очереди: независимой переменной присваиваем значение указателя начала, задаем цикл, до того момента как указатель не будет равен nil; выписываем содержимое звена и указателю задаем значение следующего звена:
S: =Sn;
While s<>nil do begin
Write;
S: =s^. Next; end;
Функция проверки на пустоту очереди выглядит следующим образом:
Empty
: =
Sn
=
SK
;
Функция может принимать два значения. Если начало и конец совпадают, то функция равна правде, и наоборот: не совпадают – лжи.
Процедура вставки:
new;
P
^.
Next
: =
nil
;
P^. Elem: =x;
Sk^. Next: =p;
sk
:=
p
;
создается новое звено, указатель которого равен nil, информационной ячейке придается какое-то значение, и указатель конца передвигается к этому звену.
Очередной элемент очереди: функции присваивается значение первого элемента, указатель начала передвигается на одно звено.
Remove= Sn^. Elem;
Sn: =Sn^. Next
;
Sk
Для того чтобы не было заполнение памяти ненужной информацией, используют процедуру dispose
, которая освобождает память.
P: =Sn;
Remove= Sn^. Elem;
Sn: =Sn^. Next;
Dispose;
Тема
№3:
деки
.
Дек как динамическая структура данных включает в себя характерные особенности очереди и стека. Перемещение в очереди осуществляется от ее левого конца к правому, то есть от первого к последнему элементу. В стеке движение также идет в одну сторону, но порядок прохождения элементов обратный – от последнего элемента к первому. Дек же является двунаправленным списком, где движение может осуществляться в обе стороны. Дек, как и очередь, определяется ссылками на свои два конца, однако, в отличие от очереди, можно обрабатывать элементы в начале, в конце и в середине.
Дек можно представить в виде звеньев, каждый из которых состоит из трех полей: первое поле – поле элемента, второе – поле ссылки на последующий элемент, третье – поле ссылки на предыдущий. В схеме имеются две ссылки nil
,
каждая из которых ограничивает движение по деку на его концах. Способ описания используемых типов данных, сравним с очередями, но здесь уже имеются три поля.
Uses
CRT
;
{описание переменных}
Type typeelem=Integer;
connect=^data;
data=Record
elem: typeelem;
Next: connect;
Pred
:
connect
End
;
Процесс вставки звена в дек существенно отличается от ранее рассмотренных случаев. В деке, как и в динамической цепочке общего вида, новый элемент можно вставлять в любом его месте, а, кроме того, учитывая двухстороннюю связь звеньев в деке, можно поставить вопрос о вставке до или после указанного элемента. Отсюда следует, что для вставки элемента в дек необходимо иметь две процедуры: процедуру вставки элемента до заданного звена и процедуру вставки элемента после заданного звена. Вставка звена в дек также сопровождается установлением четырех связей.
Для уменьшения процедур можно использовать вспомогательные процедуры:
Procedure
insert1;
{занесение элемента в дек после заданного звена}
var s1, s2, p:connect;
Begin
s1:=sn1;
s2:=sn2;
while s1^.elem<>y do s1:=s1^.next;
while s2^.pred^.elem<>y do s2:=s2^.pred;
new;
p^.elem:=x;
p^.next:=s2;
p^.pred:=s1;
s2^.pred:=p;
s1^.
next:=
p;
end;
{процедура
Insert1 используется при вставке элемента после заданного звена при условии что это не начало или не конец дека.}
Procedure
insert3;
{занесение элемента в дек до заданного звена}
var s1, s2, p:connect;
Begin
s1:=sn1;
s2:=sn2;
while s1^.next^.elem<>y do s1:=s1^.next;
while s2^.elem<>у
do s2:=s2^.pred;
new;
p^.elem:=x;
p^.next:=s2;
p^.pred:=s1;
s2^.pred:=p;
s1^.
next:=
p;
end;
{процедура
Insert3 используется при вставке элемента до заданного звена при условии что это не начало или не конец дека}
Procedure
insert2;
{занесение элемента в дек}
var p:connect;
Begin
if k='к
' then begin
new;
p^.next:=nil;
p^.elem:=x;
p^.pred:=sn2;
sn2^.next:=p;
sn2:=p;
end;
if k='н
' then begin
new;
p^.pred:=nil;
p^.elem:=x;
p^.next:=sn1;
sn1^.pred:=p;
sn1:=p;
end;
End; {insert}
{
Insert2 – вставка элемента в начало или в конец дека}
Используем указатель конца дека: указателю конца дека присваиваем значение нового звена, указателю последнего элемента присваиваем значение нового звена.
Procedure
insertnext;
{занесение элемента x в дек после заданного звена}
var s1, s2, p:connect;
Begin
s1:=sn1; s2:=sn2;
if then insert1
else insert2; end;
В противоположность первого случая, указателю предыдущего элемента присваиваем значение нового звена, указателю конца так же присваиваем значение нового звена.
Procedure
insertpred;
{занесение элемента в дек до заданного звена}
var s1, s2, p:connect;
Begin
s1:=sn1;
s2:=sn2;
if then insert3
else insert2
end;
Рассмотренные процедуры применимы только для деков, имеющих не менее одного звена, поэтому в качестве самостоятельного задания можно дать модификацию данных процедур с учётом ставки звена пустой и одноэлементные деки.
Удаление звена из дека заключается в его изоляции от соседних звеньев. Это означает, что ссылка next
предыдущего звена должна быть переадресована на звено, следующее за удаляемым звеном, а ссылка pred
– на звено перед удаляемым звеном.
Function remove:typeelem;
{
удаление
элемента
из
дека
}
var p:connect;
Begin
if andthen begin
remove:=s^.elem;
s^.next^.pred:=s1^.pred^.pred;
s^.pred^.next:=s^.next^.next;
end
Else begin
if s=sn1 then begin
p:=s;
remove:=s^.elem;
s^.next^.pred:=nil;
sn1:=s^.next;
dispose;
end;
if s=sn2 then begin
p:=s;
remove:=s^.elem;
s^.pred^.next:=nil;
sn2:=s^.pred;
dispose;
end;
End;
End;
{remove}
Если звено первое, то значению функции присваиваем значение первого элемента; если – второе, то – последнего элемента.
Заключение:
Использование динамических структур данных эффективно применять при решении задач, так как каждому значению переменной выделяется какая-то область памяти, в ходе чего происходит учет ресурсов компьютера. При необходимости эту ячейку можно ликвидировать, если информация находящаяся в этой ячейке нам больше не понадобится.
Конечно, при решении задач с помощью статистических переменных обработка и доступ к информации облегчается. При использовании статистических структур данных происходит нерациональное использование оперативной памяти, потому что для статистических переменных выделяется фиксированный размер памяти.
Стековых структур данных, очередей и деков в среде «ТУРБО ПАСКАЛЬ» как тип переменных не существует, поэтому, для наглядности, используют массивы и линейные списки.
Стек как структура данных используется при решении рекурсивных задач, когда необходимо сначала решить последнюю проблему, а уже за ним предыдущие проблемы. Рекурсивные процедуры обращаются сами к себе, при этом изменяются значения переменных, предшествующие значения которых складываются в стек. При выполнении начальной заданной условий, находится решение для простейшей функции, затем более сложной.
Приложение
Стек:
1. Дан стек заполненный случайным образом, из целых чисел. Удалить из него все отрицательные элементы, используя второй стек и одну переменную.
randomize;
init;
init;
for i:=1 to n do
begin
y:=random-random;
push;
end;
list; Writeln;
for i:=1 to n do
begin
push);
pop;
end;
for i:=1 to n do
begin
if stacktop>=0 then
push);
pop;
end;
writeln;
list;
2. Дан стек заполненный целыми числами случайным образом. Удалить из стека все числа не кратные заданному с клавиатуры.
randomize;
init;
init;
for i:=1 to n do
begin
y:=random-random;
push;
end;
list; Writeln;
for i:=1 to n do
begin
push);
pop;
end;
writeln;
readln;
for i:=1 to n do
begin
if) mod f=0 then
push);
pop;
end;
writeln;
list;
3. Дан стек, содержащий целые числа. Используя второй стек, записать в дно стека номер один сумму всех элементов.
randomize;
init;
init;
for i:=1 to n-1 do
begin
y:=random-random;
push;
end;
list; Writeln;
f:=0;
for i:=1 to n-1 do
begin
f:=f+stacktop;
push);
pop;
end;
push;
for i:=1 to n-1 do
begin
push);
pop;
end;
list;
writeln;
4. Удалить из стека, который составлен из целых чисел заданных случайным образом, каждый второй элемент. На дне находится первый элемент.
randomize;
init;
init;
for i:=1 to n do begin
y:=random;
push; end;
list; writeln;
while not emptydo begin
pop;
push);
end;
while not emptydo begin
push); end;
list; writeln;
5. Дан стек из целых чисел, заполненный случайным образом. При помощи второго стека удалить последний отрицательный элемент.
randomize;
init;
init;
for i:=1 to n do begin
y:=random-random;
push; end;
list;
y:=0;
while not empty do begin
if <0) and then begin pop; y:=1; end;
push);
end;
list;
while not empty do
push);
list;
6. Дан стек заполненный элементами типа typeelem. Удалить из стека предпоследний элемент.
randomize;
init;
for i:=1 to n do
begin
y:=random-random;
push;
end;
list; Writeln;
y:=pop;
pop;
push;
list; Writeln;
7. Дан стек заполненный элементами типа typeelem. Удалить из стека первый элемент и поместить его в вершину стека номер один.
randomize;
init;
init;
for i:=1 to n do
begin
y:=random-random;
push;
end;
list; Writeln;
repeat
y:=pop;
push;
until empty;
f:=pop;
repeat
y:=pop;
push;
until empty;
push;
list; Writeln;
8. Дан стек из целых чисел, заполненный случайным образом. Поместить вершину стека в дно, используя вспомогательный стек.
randomize;
init;
init;
for i:=1 to n do
begin
y:=random-random;
push;
end;
list; Writeln;
f:=pop;
repeat
y:=pop;
push;
until empty;
push;
repeat
y:=pop;
push;
until empty;
list; Writeln;
9. Дан стек заполненный случайным образом из целых чисел. Поменять в данном стеке содержимое вершины и дна.
randomize;
init;
init;
for i:=1 to n do
begin
y:=random-random;
push;
end;
list; Writeln;
f1:=pop;
repeat
y:=pop;
push;
until empty;
f2:=pop;
push;
repeat
y:=pop;
push;
until empty;
push;
list; Writeln;
10. Дан стек из целых чисел, заполненный случайными образом. Сравнить сумму положительных элементов с модулем суммы отрицательных элементов.
randomize;
init;
init;
w:=1; w1:=1;
for i:=1 to n do begin
y:=random-random;
push; end;
list;
f:=true;
while not empty do begin
y:=pop;
if y>0 then w:=w*y
else w1:=w1*abs;
push;
end;
if w<w1 then writeln
else writeln;
while not empty do begin
y:=pop;
push; end;
list;
11. Дан стек из целых чисел. Поместить в дно стека сумму модулей всех элементов.
randomize;
init;
init;
for i:=1 to n-1 do
begin
y:=random-random;
push;
end;
list; Writeln;
f:=0;
for i:=1 to n-1 do
begin
f:=f+abs);
push);
pop;
end;
push;
for i:=1 to n-1 do
begin
push);
pop;
end;
list;
writeln;
12. Дан стек из целых чисел. П
randomize;
init;
init;
for i:=1 to n-1 do
begin
y:=random-random;
push;
end;
list; Writeln;
f:=1;
for i:=1 to n-1 do
begin
f:=f*abs);
push);
pop;
end;
push;
for i:=1 to n-1 do
begin
push);
pop;
end;
list;
writeln;
13. Дан стек, заполненный случайными числами. Вычесть из всех элементов стека число вводимое с клавиатуры. Используйте второй стек для хранения данных.
randomize;
init;
init;
for i:=1 to n do
begin
y:=random-random;
push;
end;
list; Writeln;
Writeln;
readln;
for i:=1 to n do
begin
y:=stacktop-f;
push;
pop;
end;
push;
for i:=1 to n do
begin
push);
pop;
end;
list;
14. Дан стек из целых чисел. Прибавить ко всем элементам число вводимое с клавиатуры.
15. В стек записаны элементы типа typeelem. Записать содержимое стека в обратном порядке в тот же стек. Используйте два вспомогательных стека.
randomize;
init;
init;
init;
for i:=1 to n do
begin
y:=random-random;
push;
end;
list; Writeln;
for i:=1 to n do
begin
push);
pop;
end;
for i:=1 to n do
begin
push);
pop;
end;
for i:=1 to n do
begin
push);
pop;
end;
list;
16. В стек записаны элементы типа typeelem. Поменять в стеке первый элемент со вторым, третий с четвертым, и так далее. Если стек содержит нечетное количество элементов, то оставить его на месте.
init;
init;
init;
for i:=1 to n do
push;
list; Writeln;
while not emptydo begin
push);
push);
end;
while not or empty) do begin
push);
push);
end;
list;
17. Стек заполнен элементами типа typeelem. Записать в этот же стек сначала элементы с четными номерами, затем – с нечетными.
init;
init;
init;
for i:=1 to n do
push;
list; Writeln;
while not emptydo begin
push);
push);
end;
while not or empty) do
push);
while not or empty) do
push);
list;
18. Стек заполнен целыми числами случайным образом. Записать в стек сначала четные элементы, затем – нечетные. Для решения задачи используйте два дополнительных стека.
randomize;
init;
init;
init;
for i:=1 to n do
begin
y:=random;
push;
end;
list; Writeln;
while not emptydo
if stacktop mod 2=0 then push)
else push);
while not emptydo
push);
while not emptydo
push);
list;
19. Дан стек из целых чисел, заполненный случайным образом. Используя только стеки, отсортировать элементы стека по возрастанию. На дне стека минимальный элемент, в вершине – максимальный. Используйте нужное количество стеков.
randomize;
init;
init;
init;
init;
for i:=1 to n do
begin
y:=random;
push;
end;
list; Writeln;
while not emptydo begin
push);
while not emptydo begin
if stacktop>=stacktop then
begin push); push); end
else push); end;
push);
while not emptydo
push);
end;
while not emptydo
push);
list; Writeln;
20. Отсортировать стек, заполненный целыми числами, по убыванию. На дне стека должен быть максимальный элемент, в вершине – минимальный. Использовать только нужное количество стеков.
21. Дан стек, заполненный случайными целыми числами. Удалить из стека повторяющиеся элементы, оставив по одному.
randomize;
init;
init;
init;
init;
for i:=1 to n do
begin
y:=random;
push;
end;
list; Writeln;
while not emptydo begin
push);
while not emptydo
if stacktop=stacktop then pop
else push);
while not emptydo
push);
end;
while not emptydo
push);
list
;
Writeln
;
22. Удалить из стека, который состоит из целых чисел, все числа, которые не повторяются.
23. Стек заполнен однозначными и двухзначными числами. Поместить однозначные числа в один стек, двухзначные – в другой.
randomize;
init;
init;
init;
for i:=1 to n do
begin
y:=random;
push;
end;
list; Writeln;
while not emptydo
if stacktopdiv 10=0 then push)
else push);
list; Writeln;
list; Writeln;
24. Дан стек, заполненный случайным образом целыми числами. Поместить четные элементы в один стек, нечетные – во второй.
25. Создать стек из целых чисел, в котором каждый элемент равен сумме предшествующих элементов. Первый элемент равен одному.
randomize;
init;
push;
y:=0;
for i:=2 to n do begin
y:=y+stacktop;
push; end;
list;
26. Дан стек из целых чисел. Найти минимальный элемент стека и записать его в дно стека.
randomize;
init;
init;
init;
for i:=1 to n-1 do
begin
y:=random-random;
push;
end;
list; Writeln;
push);
while not emptydo
if stacktop<=stacktop then begin push); push) end
else push);
push);
while not emptydo
push);
writeln;
list;
27. Найти в стеке, составленном из целых чисел, максимальный элемент и поместить его в дно стека.
28. В стеке, составленном из целых чисел, найти минимальный элемент и поместить его в вершину стека.
randomize;
init;
init;
init;
for i:=1 to n-1 do
begin
y:=random-random;
push;
end;
list; Writeln;
push);
while not emptydo
if stacktop<=stacktop then begin push); push) end
else push);
while not emptydo
push);
push
);
writeln
;
list;
29. Дан стек из целых чисел, заполненный случайным образом. Найти в стеке максимальный элемент и поместить его в вершину.
30. Дан стек, заполненный случайным образом целыми числами. Отыскать в данном стеке максимальный и минимальный элементы. Переместить максимальный элемент в дно стека, минимальный – в вершину.
randomize;
init;
init;
init;
for i:=1 to n-1 do
begin
y:=random-random;
push;
end;
list; Writeln;
push);
while not emptydo
if stacktop<=stacktop then begin push); push) end
else push);
while not emptydo
push);
push);
push);
while not emptydo
if stacktop>=stacktop then begin push); push) end
else push);
push);
while not emptydo
push);
writeln;
list;
Дек:
1. Дан дек из целых чисел, заполненный случайным образом. В начало дека вставить число, вводимое с клавиатуры.
2. Дек состоит из целых чисел. Вставить в этот дек ноль после числа вводимого с клавиатуры.
3. Заполнить дек целыми положительными числами. Вставить в дек сегодняшнее число до элемента, который равен числу вводимому с клавиатуры.
4. Заполнить дек случайным образом целыми числами. Найти максимальный элемент в образовавшемся деке и вставить до и после него ноль.
5. Дан дек, заполненный случайным образом. До после минимального элемента вставить тысячу.
6. В деке, состоящем из целых чисел, вставить перед предыдущим элементом, равным введенному числу с клавиатуры, число равное произведению элемента и предыдущего элемента.
7. Дек заполнен случайными целыми числами. Сортировать данный дек по возрастанию.
8. Заполнить дек случайными целыми числами и отсортировать его по убыванию.
9. Найти сумму всех элементов дека, заполненного целыми числами, и поместить эту сумму в конец дека.
10. Найти сумму всех элементов дека, который состоит из целых чисел, и приписать эту сумму в начало дека.
11. Дек заполнен случайным образом целыми числами. Найти в деке максимальный и минимальный элементы и поменять их местами.
12. Дан дек, заполненный целыми положительными и отрицательными числами. Найти в данном деке отрицательные элементы и удалить их.
13. Удалить четные элементы дека, заполненного случайным образом целыми числами.
14. Удалить нечетные элементы в деке, который заполнен целыми числами.
15. Найти в данном деке, заполненном случайным образом, отрицательные элементы, удалить эти элементы и вставить вместо них модули удаленных.
16. Дек состоит из целых отрицательных и положительных чисел, заданных случайным образом. Найти и записать вместо положительных элементов, равные им по модулю отрицательные числа.
17. Перед отрицательными элементами данного дека, который состоит из целых отрицательных и положительных чисел, вставить их модули.
18. После каждого элемента дека вставить сумму всех элементов дека. Дек состоит из целых чисел.
19. Удалить из дека все двухзначные числа. Дек заполнен случайным образом целыми числами.
20. Дан дек из целых чисел, заданных случайным образом. Оставить в деке только двухзначные числа, все остальные удалить.
21. Удалить из дека нечетные отрицательные числа. Дек заполнен случайным образом целыми числами.
22. Дек заполнен целыми положительными и отрицательными числами. Удалить из дека все положительные четные числа.
23. Дек состоит из целых чисел, заданных случайным образом. Переписать дек в обратном порядке.
24. В деке находятся целые числа. Добавить в дек столько элементов, чтобы он стал в два раза длиннее и симметричным, то есть: первый элемент был равен последнему, второй – предпоследнему и так далее.
25. Дан дек из целых чисел, заданных случайным образом. Если дек содержит четное количество элементов, то добавить в середину дека максимальный элемент; если же дек содержит нечетное количество элементов, то удалить из него средний.
26. Дан дек из целых чисел, заданных случайным образом. Если дек содержит четное количество элементов, то добавить в середину дека минимальный элемент; если же дек содержит нечетное количество элементов, то удалить из него средний.
Очередь:
1. Дана очередь из целых чисел. Удалить из нее все отрицательные элементы.
2. Сравнить модули сумм положительных и отрицательных элементов очереди. Очередь заполнена целыми числами.
3. Добавить в конец очереди сумму модулей всех элементов. Очередь состоит из целых положительных и отрицательных чисел.
4. Очередь заполнена случайным образом целыми числами. Добавить в начало очереди произведение всех элементов.
5. Вычесть из всех элементов очереди число вводимое с клавиатуры.
6. Прибавить ко всем элементам число вводимое с клавиатуры. Очередь заполнена целыми числами.
7. Записать очередь в обратном порядке. Очередь заполняется с клавиатуры.
8. Дана очередь из целых чисел. Удалить из нее числа кратные заданному с клавиатуры числу.
9. Элемент из начала очереди поменять с последним элементом.
10. Дана очередь из целых чисел. Поменять в очереди первый элемент со вторым, третий с четвертым и так далее до конца очереди.
11. В начало очереди поместить элементы с четными номерами, а вконец – с нечетными.
12. Очередь состоит из целых чисел. Поместить в начало очереди четные, а вконец – нечетные элементы.
Основные процедуры:
Стек:
{Реализация стека на основе массива}
Program st;
Uses Crt;
Const n=10;
Type typeelem=Integer;
stack=Array Of typeelem;
Var s:stack; y:typeelem; i: Integer;
Procedure init;
{создание
стека
}
Var i: Integer;
Begin
For i:=1 To n Do s:=-1000
End; {init}
Procedure list;
{распечатка
содержимого
стека
}
Var i: Integer;
Begin
Writeln;
i:=1;
While And Do Begin Writeln; Inc End
End; {list}
Procedure push;
{занесение
элемента
в
стек
}
Var i: Integer;
Begin
For i:=n Downto 2 Do s:=s;
s:=x
End; {push}
Function pop:typeelem;
{удаление
элемента
из
стека
}
Var i: Integer;
Begin
pop:=s;
For i:=1 To n-1 Do s:=s;
s:=-1000
End; {pop}
Function stacktop:typeelem;
{считывание
верхнего
элемента
без
удаления
}
Begin
stacktop:=s
End; {stacktop}
Function
empty:
Boolean;
{проверка стека на пустоту}
Begin
empty:=false;
End; {empty}
{–}
Begin {main}
Clrscr;
init;
list; Writeln;
For i:=1 To 3 Do push;
Writeln; list;
Writeln);
y:=stacktop; Writeln; Writeln;
Writeln; list; Writeln;
For i:=1 To 2 Do Begin y:=pop; Writeln End;
Writeln; list; Writeln;
y:=pop; Writeln;
Writeln; list;
Writeln);
Readln
End. {main}
Очередь:
{pеализация очереди на основе лин списка}
Program spisok;
Uses Crt;
Type typeelem=Integer;
connect=^data;
data=Record
elem:typeelem;
next:connect
End;
Var sn, s, sk:connect; x:typeelem; i: Integer;
Procedure init;
{создание
очереди
}
var p:connect;
Begin
new;
p^.next:=nil;
sn:=p; sk:=p;
End; {init}
Procedure
list;
{распечатка содержимого очереди}
var s:connect;
begin
s:=sn^.next;
while s<>nil do begin
write;
s:=s^.next; end;
End; {list}
Function
empty:
Boolean;
{проверка очереди на пустоту}
Begin
empty:=sn=sk;
End; {empty}
Procedure
insert;
{занесение элемента x в очередь}
var p:connect;
Begin
new;
p^.next:=nil;
p^.elem:=x;
sk^.next:=p;
sk:=p;
End; {insert}
Function remove:typeelem;
{удаление элемента из очереди}
Begin
remove:=sn^.next^.elem;
sn:=sn^.next;
End; {remove}
{–}
Begin
ClrScr;
randomize;
init; {инициализация
очереди
}
for i:=1 to 5 do begin
x:=random-random;
insert; {вставка элемента в очередь}
end;
list; writeln; {распечатка содержимого очереди}
x:=remove; {удаление элемента из очереди}
list; writeln; {распечатка содержимого очереди}
Readln; End.
Дек:
{pеализация дека на основе линейного списка}
Program dek;
Uses Crt;
Type typeelem=Integer;
connect=^data;
data=Record
elem:typeelem;
next:connect;
pred:connect
End;
Var sn1, sn2, s:connect; x, y:typeelem; i: Integer;
k:string;
Procedure init;
{создание
дека
}
var p:connect;
Begin
new;
p^.next:=nil;
p^.pred:=nil;
p^.elem:=x;
sn1:=p;
sn2:=p;
End; {
init}
Procedure
listnext;
{распечатка содержимого дека в прямом порядке}
var s:connect;
begin
s:=sn1;
while s<>nil do begin
write;
s:=s^.next; end;
write;
End; {
list}
Procedure
listpred;
{распечатка содержимого дека в обратном порядке}
var s:connect;
begin
s:=sn2;
while s<>nil do begin
write;
s:=s^.pred; end;
write;
End; {list}
Function empty: Boolean;
{проверка дека на пустоту}
Begin
empty:=sn1=sn2;
End; {
empty}
Procedure
insert1;
{занесение элемента x в дек после заданного звена}
var s1, s2, p:connect;
Begin
s1:=sn1;
s2:=sn2;
while s1^.elem<>y do s1:=s1^.next;
while s2^.pred^.elem<>y do s2:=s2^.pred;
new;
p^.elem:=x;
p^.next:=s2;
p^.pred:=s1;
s2^.pred:=p;
s1^.next:=p;
end;
Procedure insert3;
{занесение элемента x в дек до заданного звена}
var s1, s2, p:connect;
Begin
s1:=sn1;
s2:=sn2;
while s1^.next^.elem<>y do s1:=s1^.next;
while s2^.elem<>y do s2:=s2^.pred;
new;
p^.elem:=x;
p^.next:=s2;
p^.pred:=s1;
s2^.pred:=p;
s1^.next:=p;
end;
Procedure insert2;
{занесение элемента x в дек}
var p:connect;
Begin
if k='к
' then begin
new;
p^.next:=nil;
p^.elem:=x;
p^.pred:=sn2;
sn2^.next:=p;
sn2:=p;
end;
if k='н
' then begin
new;
p^.pred:=nil;
p^.elem:=x;
p^.next:=sn1;
sn1^.pred:=p;
sn1:=p;
end;
End; {insert}
Procedure
insertnext;
{занесение элемента x в дек после заданного звена}
var s1, s2, p:connect;
Begin
s1:=sn1;
s2:=sn2;
if then insert1
else insert2
end;
Procedure
insertpred;
{занесение элемента x в дек до заданного звена}
var s1, s2, p:connect;
Begin
s1:=sn1;
s2:=sn2;
if then insert3
else insert2
end;
Function
remove1:
typeelem;
{удаление элемента из начала}
Begin
remove1:=sn1^.elem;
sn1^.next^.pred:=nil;
sn1:=sn1^.next;
End; {remove}
Function
remove2:
typeelem;
{удаление элемента из конца}
Begin
remove2:=sn2^.elem;
sn2^.pred^.next:=nil;
sn2:=sn2^.pred;
End; {remove}
Function remove:typeelem;
{удаление
элемента
из
дека
}
var s1, s2, s, p:connect;
Begin
s1:=sn1; s2:=sn2;
if andthen begin
while s1^.next^.elem<>y do s1:=s1^.next;
while s2^.pred^.elem<>y do s2:=s2^.pred;
remove:=s1^.next^.elem;
s1^.next:=s1^.next^.next;
s2^.pred:=s2^.pred^.pred;
end
else if then remove:=remove2
else remove:=remove1;
End; {remove}
{–}
Begin
ClrScr;
sn1:=nil;
sn2:=nil;
k:='к
';
init;
for i:=2 to 10 do
insert2;
listnext;
writeln;
listpred;
writeln;
insertnext;
listnext;
writeln;
insertpred;
listnext;
writeln;
remove1;
listnext;
writeln;
listpred;
writeln;
remove2;
listnext;
writeln;
listpred;
remove;
writeln;
listnext;
writeln;
listpred;
Readln
End.
Литература
стек дек очередь переменная
1. Информатика и образование, №5 – 1999.
2. Бабушкина И.А., Бушмелева Н.А., Окулов С.М., Черных С.Ю. Конспекты по информатике. – Киров, 1997.
3. Грэхем Р., Кнут Д., Паташник О. Конкретная информатика. – М.: Мир, 1988.
4. Вирт Н., Алгоритм + структура данных = программа.
5. Райнтли, Абстракция и структура данных.
6. Зубов В.С., Справочник программиста. – 1999.