Danh sách list trong cấu trúc dữ liệu

Trang 1

Môn: CẤU TRÚC DỮ LIỆU

Chương 4: DANH SÁCH (LIST)

Trang 2

NỘI DUNG CHƯƠNG 4

1. Khái niệm danh sách

2. Các phép toán trên danh sách

3. Danh sách đặc

 Định nghĩa

 Biểu diễn danh sách đặc

 Các thao tác trên danh sách đặc

 Ưu nhược điểm và ứng dụng

Trang 3

xác định và giữa chúng có 1 mối quan hệ nào đó Nếu biết

phần tử ai  vị trí của phần tử ai+1

Danh sách rỗng là danh sách có chiều dài = 0

gồm các phần tử thuộc kiểu T được định nghĩa là:

TX = < VX , OX >

Trong đó :

tử kiểu T }

1 phần tử vào danh sách; huỷ 1 phần tử khỏi danh sách; liệt kê danh sách, sắp xếp danh sách.}

Trang 4

2 Các phép toán trên danh sách

Tùy theo loại của từng danh sách sẽ có các phép toán khác nhau,

các phép toán thông thường như sau:

2.1 Tạo mới 1 danh sách

 Đưa vào danh sách nội dung các phần tử

 Chiều dài của danh sách là xác định

2.2 Thêm 1 phần tử vào danh sách

 Khi thêm 1 phần tử chiều dài danh sách tăng lên

 Có thao tác thêm vào đầu, cuối hay tại 1 vị trí xác định của

danh sách

2.3 Tìm kiếm 1 phần tử trong danh sách

 Tìm 1 phần tử trong danh sách thỏa mãn điều kiện nào đó

 Dùng các thuật toán tìm kiếm trong chương “Tìm kiếm”

2.4 Loại bớt 1 phần tử trong danh sách

 Chiều dài danh sách giảm xuống 1 phần tử

 Công việc loại bớt cũng bao gồm thao tác tìm kiếm ra phần tử

cần hủy trong danh sách

Trang 5

2 Các phép toán trên danh sách (tt)

2.5 Sửa đổi giá trị 1 phần tử trong danh sách

ra phần tử cần hủy trong danh sách

2.6 Sắp xếp danh sách

2.7 Tách danh sách thành nhiều danh sách con

Trang 6

3 Danh sách đặc (Condensed List)

3.1 Định nghĩa

các phần tử nằm kề cận nhau trong bộ nhớ

3.2 Biểu diễn danh sách đặc

liệu là kiểu dữ liệu của các phần tử trong danh sách

Trang 7

3 Danh sách đặc (tt)

3.3 Các thao tác trên danh sách đặc

Một số thao tác trên danh sách đặc được thống kê tóm tắt:

3.3.1 Khởi tạo danh sách

Khởi tạo danh sách cho chiều dài danh sách trở về 0

void CD_Initialize(int &Len)

{

Len = 0;

return;

}

Trang 8

3.3 Các thao tác trên danh sách đặc (tt)

3.3.2 Tạo danh sách mới & nhập danh sách

Tạo danh sách mới có chiều dài tối đa MaxLen, hàm trả về giá trị thực

của danh sách mới được tạo.

int CD_Create_List(T M[], int &Len)

Trang 9

3.3.3 Thêm 1 phần tử vào danh sách

Thêm 1 phần tử có giá trị NewValue vào trong danh sách có chiều dài

Length tại vị trí InsPos

Trang 10

3.3.3 Thêm 1 phần tử vào danh sách (tt)

int CD_InsertElement(T M[], int &Len, T NewValue, int InsPos)

Trang 11

3.3.4 Tìm kiếm 1 phần tử trong danh sách

Dùng các thuật toán tìm kiếm tìm phần tử thỏa mãn điều kiện

trong danh sách

Trang 12

3.3.5 Hủy 1 phần tử trong danh sách

 Loại bỏ phần tử có vị trí DelPosition trong danh sách M có chiều

dài Length (có thể có thao tác tìm kiếm xác định vị trí xóa phần tử) Thuật toán:

B1: IF(Length =0 OR DelPos > Len) Thực hiện BKT

Trang 13

3.3.5 Hủy 1 phần tử trong danh sách (tt)

int CD_Delete_Element(T M[], int &Len, int DelPos)

Trang 14

3.3.6 Sửa đổi giá trị cho 1 phần tử trong danh sách

Position trong danh sách M có chiều dài Length

(hay giá trị) và gán giá trị mới

Trang 15

3.3.7 Sắp xếp thứ tự phần tử trong danh sách

Dùng các thuật toán sắp xếp nội

Trang 16

3.3.8 Tách 1 danh sách thành nhiều danh sách

Có nhiều thao tác tách 1 danh sách thành nhiều danh sách:

danh sách con

Giả sử cần tách danh sách M có chiều dài Length thành các danh

sách con SM1, SM2 có chiều dài tương ứng là Slen1 và

SLen2

Trang 17

3.3.8 Tách 1 danh sách thành nhiều danh sách (tt)

Trang 18

3.3.8 Tách 1 danh sách thành nhiều danh sách (tt)

void CS_Split(T M[], int Len, T SM1[], int &SLen1, T SM2[], int &SLen2) { int (Slen1 >=Len)

if (SLen1 + SLen2 != Len) SLen2 = Len - SLen1;

for (int i=0; i<SLen1; i++) SM1[i] = M[i];

for (int j=0; j<SLen1; i++, j++) SM1[j] = M[i];

return;

}

Trang 19

3.3.9 Nhập nhiều danh sách thành 1 danh sách

Các cách nhập danh sách:

dài là tổng chiều dài các danh sách

nào đó thành 1 danh sách mới (dùng thuật toán merge trong merge sort)

Giả sử cần ghép danh sách SM1, SM2 có chiều dài SLen1,

SLen2 thành danh sách M có chiều dài Len = SLen1+SLen2 theo thứ tự từ SM1 đến hết SM2

Trang 20

3.3.9 Nhập nhiều danh sách thành 1 danh sách(tt)

Trang 21

3.3.9 Nhập nhiều danh sách thành 1 danh sách(tt)

int CD_Concat(T SM1[], int SLen1, T SM2[], int SLen2, T M [], int

Trang 22

3.3.10 Sao chép 1 danh sách: Sao chép nội dung danh sách thành 1

danh sách khác có cùng chiều dài

int CD_Copy(T M[], int Len, T CM[]) // Hàm trả về chiều dài của DS

{ for (int i=0; i< Len; i++)

CM[i] = M[i];

return (Len)

}

Trang 23

dụng đưa chiều dài danh sách về 0, việc thu hồi bộ nhớ sẽ do ngôn ngữ lập trình thực hiện

Trang 24

3.4 Ưu nhược điểm và ứng dụng

sách đặc có các ưu điểm:

tử liền kề với nhau trong bộ nhớ

trong danh sách cần dịch chuyển các phần tử còn lại qua vị trí khác

chiều, mảng nhiều chiều, mảng cấp phát tĩnh, mảng cấp phát động)

Trang 25

4.2 Danh sách liên kết đơn (Simply Linked List)

4.3 Danh sách liên kết kép (Doubly Linked List)

4.4 Ưu nhược điểm của danh sách liên kết

Trang 26

4 Danh sách liên kết (tt)

một sự nối kết với nhau thông qua vùng liên kết của chúng

tử khác, danh sách liên kết chia thành các loại khác nhau:

và thao tác trên dữ liệu khác nhau

Trang 28

4.2 Danh sách liên kết đơn (tt)

4.2.1 Cấu trúc dữ liệu (tt)

khác nhau, mỗi phương pháp sẽ có cấu trúc dữ liệu cụ thể

 Quản lý địa chỉ phần đầu danh sách

SLLType SLList1;

 Quản lý địa chỉ phần đầu và cuối danh sách

typedef struct SLL_PairNode

SLLType SLLLase;

} SLLPType;

SLLPType SLLList2;

Trang 30

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

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 31

4.2.2.a Khởi tạo danh sách SLL

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

void SLLInitialize(SLLType &First)

{

First = NULL;

return;

}

Trang 32

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 = NewData

Trang 33

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

Cài đặt

Prototype: SLLType SLLCreateNode(T NewData)

{

SLLType Pnode = New SLLOneNode;

if (Pnode != NULL)

{

Pnode ->NextNode = NULL;

Pnode ->Key = NewData;

}

return Pnode;

}

Trang 34

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

Trang 35

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

Trang 36

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

Trang 37

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

SLLType CurrNode = SList;

while (CurrNode->NextNode != NULL)

CurrNode = CurrNode-> NextNode;

CurrNode-> NextNode = NewNode;

return (SList);

}

Trang 38

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

Trang 39

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

Cài đặt

&InsNode)

if (InsNode->NextNode == NULL)

{ InsNode->NextNode = NewNode;

return (SList);

}

NewNode-> NextNode = InsNode->NextNode;

InsNode-> NextNode = NewNode;

return (SList);

}

Trang 40

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

Trang 41

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

Cài đặt:

{

while (CurrNode != NULL)

Trang 42

4.2.2.e Tìm kiếm phần tử trong danh sách

Trang 43

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

Cài đặt

{

Trang 44

4.2.2.f Hủy bỏ 1 phần tử trong danh sách

 Loại bỏ phần tử (nút) có thành phần dữ liệu là DelData trong danh sách liên kết

đơn Gồm 2 thao tác: tìm phần tử có thành phần dữ liệu là DelData và loại bỏ phần

tử này (Trong quá trình tìm kiếm cần lưu trữ thành phần trước đó PreDelData)

B1: DelNode = SLList // Tìm kiếm phần tử có Key = DelData

B2: PreDelNode = NULL

B3: IF (DelNode == NULL) Thực hiện BKT

B4: IF (DelNode->Key == DelData) Thực hiện B8

Trang 45

4.2.2.f Hủy bỏ 1 phần tử trong danh sách (tt)

Cài đặt thuật toán trong C++ (Hàm trả về giá trị 1 nếu hủy thành công)

int SLLDeleteNod e(SLLType &SList, T DelData)

{ SLLType DelNode = SList;

SLLType PreDelNode = NULL;

while (DelNode != NULL)

Trang 46

Trang 47

4.2.2.g Hủy danh sách (tt)

Cài đặt thuật toán:

void SLLDelete (SLLType &SList)

{

SLLType TempNode = SList;

while (SList != NULL)

{

SList = SList ->NextNode;

TempNode ->NextNode = NULL;

Trang 48

4.2.2.h Tạo mới danh sách/Nhập danh sách

danh sách mà danh sách ban đầu là rỗng

Trang 49

4.2.2.h Tạo mới danh sách/Nhập danh sách (tt)

return (SList);

}

Trang 50

4.2.2.i Tách 1 danh sách thành nhiều danh sách

Trang 51

4.2.2.j Nhập nhiều danh sách thành 1 danh sách

Trang 52

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

Thuật toán sắp xếp trộn tự nhiên:

B2: SLLMerge(SLList, TempList, SLList)

B3: Lặp lại B1

BKT: Kết thúc

void SLLNaturalMergeSort(SLLType &SList)

{ SLLMerge(SList, TempList, List);

SList = List;

}

return;

}

Trang 53

4.2.2.h Sao chép 1 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 54

4.2.2.h Sao chép 1 danh sách (tt)

Cài đặt thuật toán:

if (NewNode == NULL)

break;

}}

return (NewList);

}

Trang 55

4.3 Danh sách liên kết đôi (DLL)

các phần tử khác trong danh sách

typedef struct DLLNode

Trang 56

4.3 Danh sách liên kết đôi (tt)

4.3.1 Quản lý danh sách liên kết liên kết đôi:

DLLType DLList1

typedef struct DLLPairNode

Trang 57

4.3.2 Thao tác trên danh sách liên kết đôi

Trang 58

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

Trang 59

B3: DNode ->NextNode = NULL

B4: DNode ->Key = NewData

B5: DNode ->PreNode = NULL

BKT: Kết thúc

if (Pnode != NULL)

{ Pnode ->NextNode = NULL;

Pnode ->Key = NewDataPnode ->PreNode = NULL;

}

return (Pnode);

}

Trang 60

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

B4: NewNode ->NextNode = DLLList.DLLFirst

B5: DLLList.DLLFirst ->PreNode = NewNode

// chuyển vai trò đứng đầu của NewNode cho DLLFirst

B6: DLLList.DLLFirst = NewNode

BKT: Kết thúc

Trang 61

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

NewNode ->NextNode = DList.DLLFirst;

DList.DLLFirst ->PreNode = NewNode;

DList.DLLFirst = NewNode;

}

return (NewNode);

}

Trang 62

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

B4: DLLList.DLLLast ->NextNode = NewNode

B5: NewNode ->PreNode = DLLList.DLLLast

// chuyển vai trò đứng đầu của NewNode cho DLLFirst

B6: DLLList.DLLLast = NewNode

BKT: Kết thúc

Trang 63

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

DList.DLLLast ->NextNode = NewNode;

NewNode ->PreNode = DList.DLLLast;

DList.DLLLast = NewNode;

}

return (NewNode);

}

Trang 64

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

B1: IF (InsNode ->NextNode == NULL)

B4: NewNode ->NextNode = InsNode ->NextNode

B5: InsNode ->NextNode ->PreNode = NewNode

B6: InsNode ->NextNode = NewNode

B7: NewNode ->PreNode = InsNode

BKT: Kết thúc

Trang 65

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

&InsNode)

if (NewNode == NULL)

return (NULL);

if (InsNode ->NextNode == NULL)

NewNode ->PreNode = InsNode;

DList.DLLLast = NewNode;

}else

{ NewNode ->NextNode = InsNode ->NextNode;

InsNode ->NextNode ->PreNode = NewNode;

InsNode ->NextNode = NewNode;

NewNode ->PreNode = InsNode;

}

return (NewNode);

}

Trang 66

4.3.2.d Duyệt qua các nút trong 1 danh sách

Cài đặt thuật toán

Trang 67

4.3.2.e Tìm kiếm 1 phần tử trong danh sách

Trang 68

4.3.2.f Loại bỏ 1 phần tử trong danh sách

Thuật toán

B1: DelNode = DLLSearching (DLLList DelData) // Tìm kiếm nút DelData

B2: IF(DelNode == NULL)

Thực hiện BKT

B3: IF(DelNode->PreNode=NULL AND DelNode->NextNode=NULL)

B3.1: DLLList.DLLFirst = DLLList.DLLLast = NULL

B3.2: Thực hiện B8

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

B4.1: DLLList.DLLFirst = DLLList.DLLFirst ->NextNode

B4.2: DLLList.DLLFirst ->PreNode = NULL

B5: IF (DelNode ->NextNode = NULL) // Loại nút cuối trong DS

B4.1: DLLList.DLLLast = DLLList.DLLLast ->PreNode

B4.2: DLLList.DLLLast ->NextNode = NULL

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

B6: DelNode ->PreNode ->NextNode = DelNode ->NextNode

B7: DelNode ->NextNode ->PreNode = DelNode ->PreNode

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

B8: DelNode ->NextNode = DelNode ->PreNode = NULL

B9: delete DelNode

Trang 69

4.3.2.f Loại bỏ 1 phần tử trong danh sách

Int DLLDeleteNode (DLLPType &DList, T DelData)

{ DLLType DelNode = DLLSearching (DList, DelData)

if (DelNode == NULL)

return (-1);

if (DelNode ->NextNode == NULL && DelNode ->PreNode == NULL)

DList.DLLFirst = DList.DLLLast = NULL;

if (DelNode ->NextNode ==NULL) { DList.DLLLast = Dist.DLLLast ->PreNode ; Dist.DLLLast ->NextNode = NULL;

} else { DelNode ->PreNode ->NextNode = DelNode ->NextNode; DelNode ->NextNode ->PreNode = DelNode ->PreNode ; }

}

Trang 70

4.3.2.g Hủy toàn bộ danh sách

Thực hiện nhiều lần thao tác hủy một nút

B5: DLLList.DLLFirst ->PreNode = NULL

B6: TempNode ->NextNode = NULL

B7: delete TempNode

B8: Lặp lại B1

BKT: Kết thúc

Tiêu đề	Danh Sách (List) Trong Cấu Trúc Dữ Liệu
Trường học	Trường Đại Học Công Nghệ Thông Tin
Chuyên ngành	Cấu Trúc Dữ Liệu
Thể loại	Bài Tập

Định dạng
Số trang	115
Dung lượng	590 KB