Công cụ gỡ lỗi (gdb) doc

Chủ đề tuần này  Làm thế nào để sử dụng công cụ gỡ lỗi gdb  Cấu trúc dữ liệu cây - Cây nhị fân - Cây nhị fân tìm kiếm  Đệ quy tiến trình trên cây... Không giống với cây tự nhiên, nhữ

Chủ đề tuần này

 Làm thế nào để sử dụng công cụ gỡ lỗi (gdb)

 Cấu trúc dữ liệu cây

- Cây nhị fân

- Cây nhị fân tìm kiếm

 Đệ quy tiến trình trên cây

Gdb để gỡ lỗi (1)

misc/gdb.html

 Sử dụng khi lõi chương trình hỏng

 Hoặc khi ta muốn đi xuyên suốt sự thi hành của chương trình theo từng dòng 1

Gdb – Các câu lệnh cơ bản (1)

 Dò ngược ngăn xếp (“where”)

- Chương trình bị lỗi

- Đâu là dòng lệnh cuối cùng trong chương trình được

thực thi trước khi gặp lỗi?

- Đó là điều lệnh where sẽ chỉ ra cho bạn

- Free vùng nhớ mà bạn không cấp phát trước đó.

- Truy nhập mảng sau phần tử cuối cùng của nó

- Con trỏ quy chiếu ngược không trỏ tới phần của khối đã được malloc()

Gdb – Các câu lệnh cơ bản (4)

 Các câu lệnh break,continue,next, step

- break: dừng sự thi hành ở dòng được chỉ ra.

gdb> break foo.c: 100(đặt điểm break).

- continue: tiếp tục lại sự thi hành từ điểm đó.

- next: thực thi dòng lệnh tiếp theo, sau đó dừng lại.

- step: thực thi câu lệnh tiếp theo.

• Đi vào trong hàm nếu cần thiết (next thì

không).

Gdb – in mảng (2)

 gdb xảy ra vấn đề với các mảng được cấp phát động

int*arr;

arr= (int*)malloc(3 * sizeof(int));

arr[0] = 1; arr[1] = 2; arr[2] = 3;

gdb> print arr

$1 = (int*) 0x8094610

 Nó không thực sự hữu dụng

Gdb – in mảng (3)

 Có thể in mảng này sử dụng @ (cú pháp gdb

đặc biệt).

int*arr;

arr = (int*)malloc(3 * sizeof(int));

arr[0] = 1; arr[1] = 2; arr[2] = 3;

gdb> print *arr@3

$2 = {1, 2, 3}

Cây,cây nhị fân,cây tìm kiếm nhị fân

 Danh sách liên kết là 1 cấu trúc tuyến tính, và rất khó sử dụng nó để tổ chức biểu diễn các đối

(cạnh,cung) Không giống với cây tự nhiên,

những cây này được vẽ từ trên xuống với root ở trên cùng và các lá (leaf) ở dưới cùng

Cây gia đình (family tree)

 Xem hình minh hoạ trong slide tiếng anh tr17

Định nghĩa của tree

 1 cây là 1 tập hợp xác định của 1 hay nhiều node mà:

- Có 1 node đắc biệt gọi là root

- Các node còn lại chúng lại phân hoạch thành n>=0 tập T1,T2,…Tn, mà mỗi tập này lại là 1 cây

- Ta gọi T1,T2,…Tn là các subtree(cây con) của root

Định nghĩa đệ quy (recursive definition)

 Xem hình minh hoạ slide tiếng anh tr19

Binary tree(cây nhị fân)

 Cây nhị fân là 1 cây mà không node nào của nó có quá

2 con

 Mỗi node có 0,1 hoặc 2 con

Biểu diễn liên kết

 Mỗi node của cây được biểu diễn như là 1 đối tượng

có cùng kiểu dữ liệu

 Không gian yêu cầu bởi n node cây nhị fân = n *

(không gian yêu cầu của 1 node)

1 cây nhị fân liên kết

 Xem hình minh hoạ slide tiếng anh tr22

Binary Tree ADT (kiểu dữ liệu trừu

tượng cây nhị fân)

 makenullTree(treetype *t)

 creatnewNode()

 isEmpty()

Khởi tạo và đặc tả cây

Truy nhập con trái và con fải

 treetype LeftChild(treetype n)

{

if (n!=NULL) return n->left;

else return NULL;

}

 treetype RightChild(treetype n)

{

if (n!=NULL) return n->right;

else return NULL;

}

Tạo 1 node mới

node_type *create_node(elmtype NewData)

Xử lí đệ quy: tính số lượng node

 Vì cây là 1 cấu trúc dữ liệu đệ quy, nên thuật toán đệ

quy rất hữu dụng khi ta áp dụng trên cây

Tạo 1 cây từ 2 cây con

 Treetype createfrom2(elmtype v, treetype l,

Thêm 1 node mới vào vị trí trái nhất

treetype Add_Left(treetype *Tree, elmtype NewData){

node_type *NewNode = Create_Node(NewData);

if (NewNode == NULL) return (NewNode);

if (*Tree == NULL)

*Tree = NewNode;

else{

node_type *Lnode = *Tree;

while (Lnode->left != NULL)

Thêm 1 node mới vào vị trí phải nhất

 treetype Add_Left(treetype *Tree, elmtype NewData){

node_type *NewNode = Create_Node(NewData);

if (NewNode == NULL) return (NewNode);

if (*Tree == NULL)

*Tree = NewNode;

else{

node_type *Rnode = *Tree;

while (Rnode->right != NULL)

Minh hoạ

 Xem hình silde tiếng anh tr32

Exercise

 Phát triển hàm trợ giúp sau cho cây:

- Trả lại chiều cao cây nhị fân

- Trả lại số lượng lá

- Trả lại số lượng các node trong

- Đếm số lượng con phải

 1 cây nhị fân có thể biểu diễn 1 biểu thức số

học: các lá là các toán hạng và các node khác là các phép toán.

 Con trái và con phải của 1 node toán tử biểu

diễn các biểu thức con mà phải tính giá trị trước khi thực hiện toán tử ở root của cây con.

 Ví dụ: !a + (b-c)/d (xem hình minh hoạ ở slide

tiếng anh tr 34).

 Viết 1 chương trình tạo 1 cây biểu diễn biểu

thức này.

Binary search tree (cây tìm kiếm nhị fân)

 Mỗi phần tử chỉ có 1 key duy nhất

 Các key trong các node không rỗng ở cây con trái (cây con phải) nhỏ hơn (lớn hơn) key ở root của subtree

 Các cây con trái và phải cũng là cây nhị fân tìm kiếm

 Xem hình minh hoạ slide tiếng anh tr35

Triển khai BST

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

 typedef KeyType; // đặc tả 1 kiểu dữ liệu

 typedef struct Node{

Tìm kiếm trên BST

 TreeType Search(KeyType x,TreeType Root){

if (Root == NULL) return NULL; // không tìm thấy

else if (Root->key == x) /* tìm thấy x */

Chèn 1 node vào BST

 Trong 1 cây nhị phân, không có 2 node có cùng key

 void InsertNode(KeyType x,TreeType *Root ){

Xoá 1 node khỏi BST

 Loại bỏ 1 node lá thì không có gì đáng bàn, chỉ cần thiết lập con trỏ con của node cha thích hợp về NULL

 Loại bỏ 1 node trong mà chỉ có 1 cây con cũng rất đơn giản, chỉ cần thiết lập con trỏ con của con trỏ cha tương ứng trỏ đến root của cây con

Xoá 1 node khỏi BST

 Loại bỏ 1 node trong có 2 cây con thì phức tạp hơn

- Tìm node trái nhất của cây con phải, và đổi dữ liệu của nó với dữ liệu của node cần xoá

- Xoá dữ liệu đã được đổi khỏ cây con phải

Tìm node trái nhất của cây con phải

 Hàm này tìm ra node trái nhất rồi xoá nó, trả về key của node bị xoá

 KeyType DeleteMin (TreeType *Root ){

Xoá 1 node khỏi BST

void DeleteNode(key X,TreeType *Root){

if (*Root!=NULL)

if (x < (*Root)->Key) DeleteNode(x, &(*Root)->left)

else if (x > (*Root)->Key)

DeleteNode(x, &(*Root)->right) else if

((*Root)->left==NULL)&&((*Root)->right==NULL)

*Root=NULL;

else if ((*Root)->left == NULL)

*Root = (*Root)->right else if ((*Root)->right==NULL)

*Root = (*Root)->left

printf("\302");strcat(prefix,"\263 ");

} prettyprint(tree->left,prefix);

 Viết 1 hàm xoá tất cả các node của cây Hàm này phải được gọi trước khi kết thúc chương trình

 Tạo 1 BST với 10 nodes, mỗi node chứa 1 số nguyên ngẫu nhiên

 Yêu cầu người dùng nhập vào 1 số và tìm kiếm nó

 In ra nội dung của cây

if (p!=NULL) printf("Key %d found on the tree",n);

else insert(n, tree);

}while (n!=-1);

return 0;

}

 Ta giả sử rằng tạo 1 danh bạ điện thoại

 Định nghĩa 1 cấu trúc chứa ít nhất name, sđt, địa chỉ

mail

 Định nghĩa cấu trúc cây nhị fân có thể chứa cấu trúc

danh bạ ở trong Đọc 10 dữ liệu từ file đầu vào vào cây nhị fân theo luật sau:

- Địa chỉ nhỏ hơn theo thứ tự từ điển (xét theo địa chỉ

email) thì được chứa ở bên trái của node

- Địa chỉ lớn hơn theo thứ tự từ điển (xét theo địa chỉ

email) thì được chứa ở bên phải của node

 Xác thực rằng dữ liệu được tổ chức theo cấu trúc cây nhị fân qua 1 vài phương thức(in, debug…)

 Tìm 1 địa chỉ mail được mô tả trong cây nhị phân và in chúng ra file nếu tìm thấy

Hàm tìm kiếm

TreeType Search(char* email,TreeType Root){

if (Root == NULL) return NULL; // not found

else if (strcmp((Root->Key).email, email) == 0)

return Root;

else if (strcmp((Root->Key).email, email) < 0)

//Tiếp tục tìm trong cây con phải

int i,n, irc; // return code

int reval = SUCCESS;