Cấu Trúc Dữ Liệu và Giải Thuật - chương 3 pdf

1
3.1. Kiểu dữ liệu con trỏ
3.2. Danh sách liên kết (link list)
3.3. Danh sách liên kết ñơn
3.4. Sắp xếp danh sách
3.5. Các cấu trúc ñặc biệt của danh sách liên kết ñơn
3.5.1. Stack
3.5.2. Hàng ñợi (Queue)
3.6. Bài tập
1
Chương 3:
CẤU TRÚC DỮ LIỆU ðỘNG
Khoa KTCN Trường ðH KTKT B.Dương
© Dương Thành Phết-www.thayphet.net
2
3.1. Kiểu Dữ Liệu Con Trỏ
© Dương Thành Phết-www.thayphet.net
Khoa KTCN Trường ðH KTKT B.Dương
3.1.1. Biến không ñộng
3.1.2. Kiểu con trỏ
3.1.3. Biến ñộng
3
© Dương Thành Phết-www.thayphet.net
Khoa KTCN Trường ðH KTKT B.Dương
Dùng ñề lưu trữ những ñối tượng dữ liệu ñược sử
dụng không có nhu cầu thay ñổi và kích thước, số
lượng . . .
• ðược khai báo tường minh
• Tồn tại trong phạm vi khái báo
• Kích thước không thay ñổi trong suốt quá trình sống
Ví dụ:

int a;
char b[10];
3.1.1. Biến không ñộng
4
© Dương Thành Phết-www.thayphet.net
Khoa KTCN Trường ðH KTKT B.Dương
Kiểu con trỏ là kiểu cơ sở dùng lưu ñịa chỉ của một
ñối tượng dữ liệu khác.
Biến thuộc kiểu con trỏ là biến mà giá trị của nó là
ñịa chỉ một vùng nhớ của một biến hoặc là giá trị Null.
Tùy vào loại con trỏ gần (near pointer) hay con trỏ xa
(far pointer) mà kiểu dữ liệu con trỏ có các kích thước
khác nhau:
+ Con trỏ gần: 2 bytes
+ Con trỏ xa: 4 bytes
3.1.2. Kiểu con trỏ
5
© Dương Thành Phết-www.thayphet.net
Khoa KTCN Trường ðH KTKT B.Dương
Cú pháp ñịnh nghĩa một kiểu con trỏ
typedef <kiểu con trò> *<kiểu cơ sở>;
Ví dụ:
typedef int *intpointer;
inpointer p;
Hay
int *p;
Các thao tác:
- Khi 1 biến con trỏ p lưu ñịa chỉ của ñối tượng x, ta
nói “p trỏ x”
- Gán ñịa chỉ của biến cho con trỏ p:

p=&<tên biến>
-Truy xuất nội dung của ñối tượng do p trỏ ñến
*p
6
© Dương Thành Phết-www.thayphet.net
Khoa KTCN Trường ðH KTKT B.Dương
c. Ví dụ:
void main()
{
int a,b,*pa,*pb;
a=2;
b=3;
cout<<"\nGia tri cua bien a="<<a;
cout<<"\nGia tri cua bien b="<<b;
pa=&a;
pb=&b;
cout<<"\nDia chi cua o nho con tro pa tro toi="<<pa;
cout<<"\nDia chi cua o nho con tro pb tro toi="<<pb;
cout<<"\nNoi dung cua o nho con tro pa tro toi="<<*pa;
cout<<"\nNoi dung cua o nho con tro pb tro toi="<<*pb;
*pa=20; /* Thay doi giá tr cua *pa*/
*pb=20; /* Thay doi giá tri cua *pb*/
cout<<"\nGia tri moi cua bien a="<<a;
cout<<"\nGia tri moi cua bien b="<<b;
}
7
© Dương Thành Phết-www.thayphet.net
Khoa KTCN Trường ðH KTKT B.Dương
Trong trường hợp, tại thời ñiểm biên dịch không thể xác
ñịnh trước kích thước chính xác của ñối tượng dữ

liệu(do chúng phụ thuộc vào ngữ cảnh). Các ñối tượng
dữ liệu này ñược khai báo như biến ñộng.
Biến ñộng là những biến thỏa:
3.1.3. Biến ñộng
 Không ñược khai báo tường minh.
 ðược cấp phát/giải phóng bộ nhớ khi yêu cầu.
 Các biến này không theo qui tắc phạm vi.
 Vùng nhớ của biến ñược cấp phát trong Heap.
 Kích thước thay ñổi trong quá trình sống.
8
© Dương Thành Phết-www.thayphet.net
Khoa KTCN Trường ðH KTKT B.Dương
Các thao tác trên biến ñộng:
Tạo biến ñộng và cho con trỏ p trỏ ñến:
Các hàm cấp phát bộ nhớ:
void* malloc(size); // trả về con trỏ chỉ ñến một vùng
// nhớ size byte vừa ñược cấp phát.
void* calloc(n,size);// trả về con trỏ chỉ ñến một vùng
// nhớ vừa ñược cấp phát gồm n
//phần tử,mỗi phần tử có kích
//thước size byte
new // hàm cấp phát bộ nhớ trong C++
9
© Dương Thành Phết-www.thayphet.net
Khoa KTCN Trường ðH KTKT B.Dương
Hủy một biến ñộng do p chỉ ñến:
Hàm free(p):
Huỷ vùng nhớ cấp phát bởi hàm
malloc do p trỏ tới
Hàm delete p: huỷ vùng nhớ cấp phát bởi hàm

new do p trỏ tới
10
© Dương Thành Phết-www.thayphet.net
Khoa KTCN Trường ðH KTKT B.Dương
Ví dụ:
//Trong C
int* p1, p2;
//Cấp phát vùng nhớ cho 1 biến ñộng kiểu int
p1 = (int*)malloc(sizeof(int));
//ðặt giá trị 5 cho biến ñộng p1
p1* = 5;
//Cấp phát biến ñộng kiểu mảng 10 p.tử kiểu int
p2 = (int*)calloc(10, sizeof(int));
//ðặt giá trị 0 cho phần tử thứ 4 của mảng p2
(p2+3)* = 0;
free(p1); free(p2);
//Trong C++
int* p;
p=new int;
delete p;
11
3.2. Danh Sách Liên Kết
© Dương Thành Phết-www.thayphet.net
Khoa KTCN Trường ðH KTKT B.Dương
3.2.1. Ðịnh nghĩa
3.2.2. Các hình thức tổ chức danh sách
12
© Dương Thành Phết-www.thayphet.net
Khoa KTCN Trường ðH KTKT B.Dương
3.2.1. Ðịnh nghĩa

Kiểu danh sách Tx gồm các phần tử thuộc kiểu T
ñược ñịnh nghĩa là:
Tx = <Vx, Ox>
trong ñó:
 Vx = {tập hợp có thứ tự các phần tử kiểu T ñược
móc nối với nhau theo trình tự tuyến tính};
 Ox = {Tạo danh sách; Tìm 1 phần tử trong danh
sách; Chèn một phần tử vào danh sách; Huỷ một phần
tử khỏi danh sách ; Liệt kê danh sách, Sắp xếp danh
sách }
13
© Dương Thành Phết-www.thayphet.net
Khoa KTCN Trường ðH KTKT B.Dương
Ví du: Hồ sơ các học sinh của một trường ñược tổ
chức thành danh sách gồm nhiều hồ sơ của từng học
sinh; số lượng học sinh trong trường có thể thay ñổi
do vậy cần có các thao tác thêm, hủy một hồ sơ; ñể
phục vụ công tác giáo vụ cần thực hiện các thao tác
tìm hồ sơ của một học sinh, in danh sách hồ sơ
14
© Dương Thành Phết-www.thayphet.net
Khoa KTCN Trường ðH KTKT B.Dương
3.2.2. Các hình thức tổ chức danh sách
 Mối liên hệ giữa các phần tử ñược thể hiện ngầm:
 Mỗi phần tử trong danh sách ñược ñặc trưng
bằng chỉ số.
 Cặp phần tử xi, xi+1 ñược xác ñịnh là kế cận
 Với hình thức tổ chức này, các phần tử của danh
sách phải lưu trữ liên tiếp trong bộ nhớ, công thức
xác ñịnh ñịa chỉ phần tử thứ I là.

Cách biểu diễn này cho phép truy xuất ngẫu nhiên,
ñơn giản và nhanh chóng ñến một phần tử bất kỳ
trong danh sách, nhưng lại hạn chế về mặt sử
dụng bộ nhớ bị lãng phí.
15
© Dương Thành Phết-www.thayphet.net
Khoa KTCN Trường ðH KTKT B.Dương
Mối liên hệ giữa các phần tử thể hiện tường minh:
 Mỗi phần tử ngoài các thông tin còn chứa một liên
kết (ñịa chỉ) ñến phần tử kế trong danh sách nên
còn ñược gọi là danh sách móc nối.
 Với hình thức này các phần tử trong danh sách
không cần phải lưu trữ kế cận trong bộ nhớ nên
khắc phục ñược các khuyết ñiểm của hình thức tổ
chức mảng, nhưng việc truy xuất ñến một phần tử
ñòi hỏi phải thực hiện truy xuất qua một số phần tử
khác.
16
© Dương Thành Phết-www.thayphet.net
Khoa KTCN Trường ðH KTKT B.Dương
Có các kiểu tổ chức liên kết giữa các phần tử.
 Danh sách liên kết ñơn
 Danh sách liên kết kép
 Danh sách liên kết vòng
17
3.3. Danh Sách Liên Kết ðơn
© Dương Thành Phết-www.thayphet.net
Khoa KTCN Trường ðH KTKT B.Dương
3.3.1. Tổ chức danh sách ñơn theo cách cấp phát liên kết
3.3.2. Các thao tác cơ bản trên danh sách ñơn

18
© Dương Thành Phết-www.thayphet.net
Khoa KTCN Trường ðH KTKT B.Dương
3.3.1. Tổ chức danh sách ñơn theo cách cấp phát liên kết
Mỗi phần tử là một cấu trúc chứa 2 thông tin :
- Thành phần dữ liệu: Lưu trữ các thông tin về bản thân
phần tử .
- Thành phần mối liên kết: lưu trữ ñịa chỉ của phần tử
kế tiếp trong danh sách, hoặc lưu trữ giá trị NULL nếu
là phần tử cuối danh s ách.
Ta có ñịnh nghĩa tổng quát
struct tNode
{
DataType key;
tNode* pNext;
};
19
© Dương Thành Phết-www.thayphet.net
Khoa KTCN Trường ðH KTKT B.Dương
Ví dụ: Ðịnh nghĩa danh sách ñơn lưu trữ hồ sơ SV
struct tSinhVien
{
char Ten[30];
int MaSV;
};
typedef struct tSinhVien Sinhvien;
struct SinhvienNode
{
Sinhvien Info;
SinhvienNode* pNext;

};
typedef struct SinvienNode SVNode;
20
© Dương Thành Phết-www.thayphet.net
Khoa KTCN Trường ðH KTKT B.Dương
Nếu biết ñược ñịa chỉ của phần tử ñầu tiên trong danh
sách ñơn thì có thể dựa vào thông tin pNext của nó ñể
truy xuất ñến phần tử thứ 2, thứ 3 ðể quản lý một
xâu ñơn chỉ cần biết ñịa chỉ phần tử ñầu xâu. Con trỏ
Head dùng ñể lưu trữ ñịa chỉ phần tử ñầu xâu
Khai báo:
NODE *pHead;
Ðể tiện lợi, có thể sử dụng thêm một con trỏ pTail giữ
ñịa chỉ phần tử cuối xâu.
Khai báo:
NODE *pTail;
21
© Dương Thành Phết-www.thayphet.net
Khoa KTCN Trường ðH KTKT B.Dương
3.3.2. Các thao tác cơ bản trên danh sách ñơn
22
© Dương Thành Phết-www.thayphet.net
Khoa KTCN Trường ðH KTKT B.Dương
Các ñịnh nghĩa, Khởi tạo danh sách LK ðơn:
struct tNode{
int key;
tNode *pnext;
};
typedef struct tNode *Node;
void Khoitao(List &L){

L.pHead=L.pTail=NULL;
}
struct tList{
node *pHead;
node *pTail;
};
typedef struct tList List;
23
© Dương Thành Phết-www.thayphet.net
Khoa CNTT Trường Cð CNTT TP.HCM
Các hàm con tạo Nút và Huỷ nút :
Node * Taonut(int x){
Node *p;
p=new Node;
p->key=x;
p->pNext=NULL;
return p;
}
void Huy(List &L){
Node *p;
while(L.pHead) {
p=L.pHead;
L.pHead=L.pHead->pNext;
delete p;
}
}
24
© Dương Thành Phết-www.thayphet.net
Khoa KTCN Trường ðH KTKT B.Dương
 Chèn một phần tử vào ñầu danh sách

Thut toán :
Bắt ñầu:
Nếu Danh sách rỗng Thì
B11 : Head = new_elelment;
B12 : Tail = Head;
Ngược lại
B21 : new_ele ->pNext = Head;
B22 : Head = new_ele ;
void Themdau(List &L, Node *p){
if(L.pHead==NULL)
L.pHead=L.pTail=p;
else {
p->pNext=L.pHead;
L.pHead=p;
}
}
25
© Dương Thành Phết-www.thayphet.net
Khoa KTCN Trường ðH KTKT B.Dương
void Nhap(List &L)
{
int x;
Node *p;
Khoitao(L);
do
{
cout<<"Nhap gia tri vao danh sach (Nhap 0 ket thuc): ";
cin>>x;
if(x==0)
break;

p=Taonut(x);
Themdau(L,p);
}while(true);
}