CẤU TRÚC DỮ LIỆU - Chương 6: DANH SÁCH (LIST) pptx

 Tùy cách liên kết giữa các phần tử, danh sách liên kết chia thành các loại khác nhau: ◦ Danh sách liên kết đơn ◦ Danh sách liên kết đôi/kép ◦ Danh sách đa liên kết ◦ Danh sách liên k

Trang 1

Môn: CẤU TRÚC DỮ LIỆU

Chương 6: DANH SÁCH (LIST)

Trang 2

4 Danh sách liên kết (Linked List)

4.1 Định nghĩa

4.2 Danh sách liên kết đơn (Simply Linked List)

4.3 Danh sách liên kết kép (Doubly Linked List)

4.4 Danh sách liên kết vòng

4.5 Ưu nhược điểm của danh sách liên kết

Trang 3

4 Danh sách liên kết (tt)

4.1 Định nghĩa

 Là tập hợp các phần tử mà giữa chúng có một sự nối

kết với nhau thông qua vùng liên kết của chúng.

 Tùy cách liên kết giữa các phần tử, danh sách liên kết

chia thành các loại khác nhau:

◦ Danh sách liên kết đơn

◦ Danh sách liên kết đôi/kép

◦ Danh sách đa liên kết

◦ Danh sách liên kết vòng (vòng đơn, vòng đôi)

 Mỗi loại danh sách có cách biểu diễn theo các cấu

trúc dữ liệu và thao tác trên dữ liệu khác nhau.

Trang 4

4.2 Danh sách liên kết đơn (SLL)

Trang 5

Trang 6

4.2.1 Cấu trúc dữ liệu

Trang 7

4.2 Danh sách liên kết đơn

(tt)

4.2.1 Cấu trúc dữ liệu (tt)

 Để quản lý danh sách liên kết có thể dùng nhiều

phương pháp khác nhau, mỗi phương pháp sẽ có

Trang 8

4.2 Danh sách liên kết đơn (tt)

4.2.1 Cấu trúc dữ liệu (tt)

Trang 9

4.2.2 Các thao tác trên danh sách liên kết đơn

a Khởi tạo danh sách SLL

b Tạo mới 1 phần tử (nút) trong danh sách SLL

c Thêm 1 phần tử vào danh sách SLL

 Thêm vào đầu | cuối | giữa danh sách liên kết đơn

d Duyệt qua các nút trong danh sách

e Tìm kiếm phần tử trong danh sách

f Hủy bỏ 1 phần tử trong danh sách

g Hủy danh sách

h Tạo mới danh sách/Nhập danh sách

i Tách 1 danh sách thành nhiều danh sách

j Nhập nhiều danh sách thành 1 danh sách

k Sắp xếp thứ tự các phần tử trong danh sách

h Sao chép 1 danh sách

Trang 10

4.2.2 Các thao tác trên danh sách liên kết đơn:

Giả sử ta có các định nghĩa sau:

Trang 11

(tt)

4.2.2.a Khởi tạo danh sách SLL

 Thao tác khởi tạo danh sách liên kết đơn là cho giá

trị con trỏ quản lý địa chỉ đầu của danh sách về con trỏ NULL

 Hàm khởi tạo danh sách liên kết đơn:

void Init(node *pHead)

{

pHead = NULL;

return;

}

Trang 12

(tt)

4.2.2 b Tạo mới 1 phần tử (nút) trong danh sách SLL

Giả sử tạo mới 1 phần tử có thành phần dữ liệu =x

Thuật toán

B1: p = new node //cấp phát bộ nhớ cho con trỏ p

B2: IF(p == NULL) // cấp phát không thành công

Thực hiện BKT

B3: p->data=x;

B4: p->link=NULL

BKT: Kết thúc

Trang 13

4.2 Danh sách liên kết đơn (tt) (Hàm tạo node)

Trang 14

(tt)

4.2.2.c Thêm 1 phần tử vào danh sách SLL (Thêm đầu

DS)

Trang 15

Trang 16

p->link=l.pHead;

l.pHead=p;

}}

Trang 17

(tt)

Như vậy một danh sách bằng cách chèn đầu ta có thể

viết hàm như sau:

void create_list_head(list &l, int n)

{

node *p;

for (int i=1;i<10;i++) // nen dung vong lap do while de viet

{p=get_node(n);

insert_head(l,p);

}}

Trang 18

(tt)

4.2.2.c Thêm 1 phần tử vào danh sách SLL (tt)

(Thêm giữa DS)

Trang 19

(tt)

4.2.2.c Thêm 1 phần tử vào danh sách SLL (tt)

(Thêm giữa DS)

Trang 20

Trang 21

void insert_after(List &l, node *q, int n){

Trang 22

(tt)

4.2.2.c Thêm 1 phần tử vào danh sách SLL (Thêm cuối

DS)

Trang 23

Trang 24

void insert_tail(List &l, node *p){

if (l.pHead==NULL){

l.pHead=p;

l.pTail=p;

}else{

l.pTail->link=p;

l.pTail=p;

}

Trang 25

(tt)

4.2.2.d Duyệt qua các nút trong danh sách liên kết đơn

 Là thao tác thường dùng trong các loại danh sách

 Tùy theo từng trường hợp cụ thể để xử lý trong khi

duyệt DS

Thuật toán:

B1: p = pHead //cho con trỏ p trỏ đến phần tử đầu danh sách

B2: Trong khi danh sách chưa hết thì thực hiện

B21: Xử lý phần tử p

B22: p = p->link //cho p trỏ đến phần tử kế tiếp

Trang 26

Trang 27

4.2.2.e Tìm kiếm phần tử trong danh sách

 Giả sử cần tìm kiếm trong danh sách liên kết đơn

phần tử có phần dữ liệu X

 Dùng thuật toán tìm tuyến tính

Thuật toán

B1: p=pHead // cho p trỏ đến phần tử đầu danh sách

B2: Trong khi (p!= NULL) và (p->data != X)

Thực hiện p = p->link; // cho p trỏ tới phần tử kế

B3:

Nếu p!=NULL thi p trỏ tới phần tử cần tìm

Ngược lại: không có phần tử cần tìm

Trang 28

4.2.2.e Tìm kiếm phần tử trong danh sách (tt)

Trang 29

4.2.2.f Xoá 1 phần tử trong danh sách

Xoá đầu DS

Trang 30

4.2.2.f Xoá 1 phần tử trong danh sách

Trang 31

Trang 32

4.2.2.f Xoá1 phần tử trong danh sách

Xoá phần tử ngay sau phần tử q:

Trang 33

4.2.2.f Xoá1 phần tử trong danh sách

Xoá phần tử ngay sau phần tử q:

Trang 34

void delete_node(List &l, node *q){

Trang 35

Báo không có k;

Trang 36

int delete_node_keyk(List &l,int k){

q->pNext=p->link;

delete p;

}

Trang 37

else{

l.pHead=p->link;

if(l.pHead==NULL)l.pTail=NULL;

}return (1);

}

Trang 38

Trang 39

void XoaDs (List &l)

Trang 40

4.2.2.h Tạo mới danh sách/Nhập danh sách

 Tạo mới 1 danh sách thực chất là liên tục thêm 1

phần tử vào danh sách mà danh sách ban đầu là rỗng

 Tạo DS bằng cách thêm vào đầu DS

Trang 41

4.2.2.h Tạo mới danh sách/Nhập danh sách

void TaoDSdau(List &l, int x)

Trang 42

Tạo DS bằng cách thêm vào cuối DS

void TaoDScuoi(List &l, int x)

Trang 43

4.2.2.i Tách 1 danh sách thành nhiều danh sách

Trang 44

4.2.2.j Nhập nhiều danh sách thành 1 danh sách

Trang 45

4.2.2.k Sắp xếp thứ tự các phần tử trong danh sách

Thuật toán sắp xếp trộn tự nhiên:

B1: IF (SLLSplit(SLList, TempList) == NULL)

Thực hiện BKT

B2: SLLMerge(SLList, TempList, SLList)

B3: Lặp lại B1

BKT: Kết thúc

Trang 46

void SLLNaturalMergeSort(SLLType &SList)

{ SLLType TempList = NULL, List = NULL;

while (SLLSplit(SList,TempList) != NULL){ SLLMerge(SList, TempList, List);

SList = List;

}

return;

}

Trang 47

4.2.2.h Sao chép 1 danh sách

 Sao chép 1 danh sách thực chất là tạo mới danh sách

NewList bằng cách duyệt qua các nút của SLList để lấy

thành phần dữ liệu để tạo thành 1 nút mới & bổ sung nút

mới này vào danh sách NewList.

Trang 48

(tt)

4.2.2.h Sao chép 1 danh sách (tt)

Cài đặt thuật toán:

SLLType SLLCopy (SLLType SList, SLLType &NewList)

{ NewList = NULL;

SLLType CurrNode = SList;

while (CurrNode != NULL)

{ SLLType NewNode= SLLAddLast (NewList,CurrNode->Key);

Trang 49

Trang 50

DANH SÁCH LIÊN KẾT ĐÔI

(KÉP)

(DOUBLE LINKED LIST)

Trang 51

4.3 Danh sách liên kết đôi

(DLL)

 Các phần tử của danh sách liên kết đôi có 2 mối liên

kết với các phần tử khác trong danh sách

data

Trang 52

4.3 Danh sách liên kết đôi (tt)

 Cấu trúc dữ liệu của danh sách liên kết đôi:

typedef struct Node

Trang 53

4.3.1 Quản lý danh sách liên kết liên kết đôi:

Để quản lý danh sách ta quản lý địa chỉ đầu và cuối

Trang 54

 Giả sử ta có các khai báo sau:

typedef struct Node

Trang 55

4.3.2 Thao tác trên danh sách liên kết đôi

a. Khởi tạo danh sách liên kết đôi

b. Tạo mới 1 phần tử

c. Thêm 1 phần tử vào danh sách

d. Duyệt qua các nút trong 1 danh sách

e. Tìm kiếm 1 phần tử trong danh sách

f. Loại bỏ 1 phần tử trong danh sách

g. Hủy toàn bộ danh sách

h. Tạo 1 danh sách mới/Nhập danh sách

i. Tách 1 danh sách thành nhiều danh sách

j. Nhập nhiều danh sách thành 1 danh sách

k. Sắp xếp thứ tự thành phần dữ liệu trong danh sách

l. Sao chép 1 danh sách thành 1 danh sách mới

Trang 56

4.3.2.a Khởi tạo danh sách liên kết đôi

Cho giá trị các con trỏ quản lý địa chỉ 2 nút đầu và cuối

danh sách liên kết đôi về NULL

void init(List &L)

{

L.First = NULL;

L.Last = NULL;

}

Trang 57

4.3.2.b Tạo mới 1 phần tử

Tạo nút mới có thành phần dữ liệu là x

Thuật toán

B1: p = new Node //cấp phát bộ nhớ cho con trỏ p

B2: IF(p == NULL) // cấp phát không thành công

Trang 58

4.3.2.b Tạo mới 1 phần tử: Cài đặt:

Node* getnode(int x)

Trang 59

4.3.2.c Thêm 1 phần tử vào danh sách (Thêm đầu)

Trang 60

B4: NewNode ->Next = L.First

B5: L First ->Pre = NewNode

// chuyển vai trò đứng đầu của NewNode cho First

B6: L.First = NewNode

BKT: Kết thúc

Trang 61

Void addfirst (List &L, int x)

NewNode ->Next = L.First;

L.First ->Pre = NewNode;

L.First = NewNode;

} }

}

Trang 62

4.3.2.c Thêm 1 phần tử vào danh sách (Thêm cuối)

Trang 63

B4: L Last ->Next = NewNode

B5: NewNode ->Pre = L.Last

// chuyển vai trò đứng đầu của NewNode cho First

B6: L Last = NewNode

BKT: Kết thúc

Trang 64

void insertlast(List &L, int X){

Node* NewNode = getnode(X);

if (NewNode != NULL){

if (l.Last == NULL)

L.First = L.Last = NewNode;

else{

L.Last ->Next = NewNode;

NewNode ->Pre = L.Last;

L.Last = NewNode;

}}

}

Trang 65

4.3.2.c Thêm 1 phần tử vào danh sách (Thêm giữa)

 Chèn một phần tử có data là X vào ngay sau nút

được trỏ bởi q:

Trang 66

 Thêm vào sau nút đang trỏ bởi q

B4: NewNode ->Next = q ->Next

B5: q ->Next ->Pre = NewNode

B6: q ->Next = NewNode

B7: NewNode ->Pre = q

BKT: Kết thúc

Trang 67

Node* NewNode = getnode (X);

NewNode ->Next = q ->Next;

q ->Next ->Pre = NewNode;

q ->Next = NewNode;

NewNode ->Pre = q;

} }

}

Trang 68

 Chèn một phần tử có trường data là X vào trước

nút được trỏ bởi q:

Trang 69

4.3.2.d Duyệt qua các nút trong 1 danh sách

Trang 70

4.3.2.d Duyệt qua các nút trong 1 danh sách

 Cài đặt thuật toán:

void ouput (List L)

{

Node* P = L.First;

while (P!= NULL){

cout<<P->data<<setw(5);

P = P ->Next;

}}

Trang 71

4.3.2.e Tìm kiếm 1 phần tử trong danh sách

 Giả sử cần tìm kiếm trong danh sách liên kết đơn

Trang 72

4.3.2.e Tìm kiếm 1 phần tử trong danh sách

Node* search(List L, int X)

{

Node* P = L.First;

while (P!= NULL){

if (P->data == X)

break;

P = P ->Next}

return (P);

}

Trang 73

4.3.2.f Loại bỏ 1 phần tử trong danh sách

Thuật toán

B1: Del = Timkiem(L, X) // Tìm kiếm nút DelData

B2: IF(Del== NULL)

Thực hiện BKT

B3: IF(Del->Pre=NULL AND Del->Next=NULL)

B3.1: L.First = L.Last = NULL

B3.2: Thực hiện B8

B4: IF (Del ->Pre = NULL) // Loại nút đầu tiên trong DS

B4.1: L.First = L.First ->Next

B4.2: L.First ->Pre = NULL

Trang 74

4.3.2.f Loại bỏ 1 phần tử trong danh sách

Thuật toán

B5: IF (Del ->Next = NULL) // Loại nút cuối trong DS

B4.1: L.Last = L.Last ->Pre

B4.2: L.Last ->Next= NULL

// Liên kết giữa nút trước và sau nút bị xóa

B6: Del->Pre ->Next = Del->Next

B7: Del->Next->Pre= Del->Pre

// Bỏ mối liên kết giữa Del giữa 2 nút trước & sau

B8: Del->Next = Del ->Pre= NULL

B9: delete Del

BKT: Kết thúc

Trang 75

int DeleteNode (List &L, int X){

Node* Del = search(L, X)

Trang 76

if (Del ->Next ==NULL){

L.Last = L.Last ->Pre ; L.Last ->Next = NULL;

}else{

Del ->Pre ->Next = Del ->Next;

Del ->Next ->Pre = Del ->Pre ;}

del->next=del->pre=NULL;

free(del);

return 1;

}

Trang 77

4.3.2.g Hủy toàn bộ danh sách

Thực hiện nhiều lần thao tác hủy một nút

B5: L.First ->Pre = NULL

B6: Temp ->Next = NULL

B7: delete Temp

B8: Lặp lại B1

BKT: Kết thúc

Trang 78

4.3.2.g Hủy toàn bộ danh sách (tt)

 Cài đặt thuật toán

void DeleteList (List &L){

Node* Temp = L.First;

while (Temp!= NULL){

L.First = L.First ->Next;

Temp ->Next = NULL;

Trang 79

4.3.2.h Tạo 1 danh sách mới/Nhập danh sách

Trang 80

4.3.2.h Tạo 1 danh sách mới/Nhập danh sách

Cài đặt thuật toán

void CreateList(List &L, int n)

Trang 81

void DLLBubbleSort (List &L){

Node* Inode = L.First;

if (Inode == NULL)

return;

while (Inode != L.Last){

Node* Jnode = L.Last;

while (Jnode != Inode){

if (Jnode->Key < Jnode ->Pre->Key)

Trang 82

4.3.2.l Sao chép 1 danh sách thành 1 danh sách mới

Trang 83

4.3.2.l Sao chép 1 danh sách thành 1 danh sách mới

 Cài đặt thuật toán

List DLLCopy (List &L, List &NewList)

return (NewList);

}

Trang 84

4 Danh sách liên kết

4.4 Ưu nhược điểm của danh sách liên kết

 Nhược điểm

◦ Mật độ sử dụng bộ nhớ của danh sách liên kết

không tối ưu tuyệt đối (<100%)

◦ Việc truy xuất và tìm kiếm các phần tử trong

danh sách liên kết mất nhiều thời gian vì phải duyệt tuần tự qua các phần tử trong danh sách

◦ Bộ nhớ cần nhiều vì phải lưu thêm phần tử liên

kết, nếu vùng dữ liệu là lớn thì tỷ lệ mức sử dụng bộ nhớ là cao

Trang 85

◦ Việc thêm, xóa phần tử trong danh sách liên kết

là dễ dàng, chỉ cần thay đổi mối liên kết của các phần tử với nhau

Tiêu đề	Chương 6: Danh Sách (List)
Trường học	Đại học Bách Khoa Hà Nội
Chuyên ngành	Cấu Trúc Dữ Liệu
Thể loại	Bài giảng
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	85
Dung lượng	1,23 MB