Bài giảng cấu trúc dữ liệu và giải thuật chương 3 danh sách liên kết

Chương 3.1. Danh sách
liên kết đơn
Trần Minh Thái
Email:
Website: www.minhthai.edu.vn
Cập nhật: ngày 20 tháng 10 năm 2012
Mục tiêu

Nắm vững khái niệm về kiểu dữ liệu tĩnh và
động

Nắm vững cách tổ chức dữ liệu động bằng danh
sách liên kết và minh họa được các thao tác xử
lý trên danh sách liên kết đơn

Cài đặt minh họa được các thao tác của danh
sách đơn bằng ngôn ngữ C/ C++
2
Vấn đề kiểu dữ liệu tĩnh
3
1 2 3 4 5 6 7 8
10
5
7
3
9
2
15
1
? Làm sao để chèn thêm số 6 vào vị trí 5 của mảng
6

Vấn đề kiểu dữ liệu tĩnh
4
1 2 3 4 5 6 7 8 9
10
5
7
3
9
2
15
1
6
Bổ sung thêm
Giả sử cần thêm tiếp 1 phần tử
?
Bài tập
Hãy cài đặt hàm (bằng ngôn ngữ C/C++) chèn
một phần tử có giá trị x vào vị trí vt trong
mảng số nguyên a, kích thước n, theo mẫu
hàm như sau:
void ChenX(int a[], int &n, int x, int vt);
5
Vấn đề kiểu dữ liệu tĩnh
? Làm sao để xóa phần tử 9
6
1 2 3 4 5 6 7 8
10
5
7
3

9
2
15
1
Vấn đề kiểu dữ liệu tĩnh
7
1 2 3 4 5 6 7 8
10
5
7
3
9
2
15
1
Bài tập

Hãy cài đặt hàm (bằng ngôn ngữ C/C++) xóa
phần tử có giá trị x (nếu có) trong mảng số
nguyên a, kích thước n (giả sử giá trị các
phần tử trong mảng không trùng nhau), theo
mẫu hàm như sau:
void XoaX (int a[], int &n, int x);
8
Vấn đề kiểu dữ liệu tĩnh
9
Độ phức tạp của chèn/ xóa
trên mảng 1 chiều là O(n)
i
Vấn đề kiểu dữ liệu tĩnh


Giải quyết vấn đề phức tạp khi chèn/ xóa?

Giải quyết vấn đề giới hạn kích thước vùng nhớ tối
đa?

Giải quyết vấn đề vùng nhớ không liên tục?

Giải quyết vấn đề giải phóng vùng nhớ khi không cần
dùng đến?
10
DÙNG CẤU TRÚC DỮ LIỆU ĐỘNG
Biến tĩnh và biến động trong C++

Biến tĩnh
<kiểu dữ liệu> tên biến;


Vd: int a; float y; char s[20];

Tồn tại trong phạm vi khai báo

Được cấp phát vùng nhớ trong vùng dữ liệu

Kích thước cố định
11
Biến tĩnh và biến động trong C++

Biến động
<kiểu dữ liệu> *tên biến;


Vd: int *a; float *y;

Chứa địa chỉ của một đối tượng dữ liệu

Được cấp phát hoặc giải phóng bộ nhớ tùy thuộc vào
người lập trình

Kích thước có thể thay đổi
12
Biến tĩnh và biến động trong C++

Biến động

Cấp phát bộ nhớ: new int [kích thước]

Giải phóng bộ nhớ: delete vùng nhớ

Ví dụ:
int *a;
a=new int [10]; // Cấp phát
//Các thao tác trên a
delete a; // Giải phóng
13
Danh sách liên kết (DSLK)
14
1
7
2

6
3
10
8
5
9
4
Các phần tử kết
dính với nhau bằng
“sợi dây liên kết”
15
1
7
2
6
3
10
8
5
9
4
Để đơn giản
hơn trong việc
minh họa
Đặc điểm DSLK

Một dãy tuần tự các nút (Node)

Giữa hai nút có con trỏ liên kết


Các nút không cần phải lưu trữ liên tiếp nhau
trong bộ nhớ

Có thể mở rộng tuỳ ý (chỉ giới hạn bởi dung
lượng bộ nhớ)
16
Đặc điểm DSLK

Thao tác Chèn/Xóa không cần phải dịch
chuyển phần tử mà chỉ cần thay đổi mối liên
kết

Quản lý phần tử đầu tiên bằng con trỏ pHead

Có thể truy xuất đến các phần tử khác thông
qua con trỏ liên kết
17
Node
Cấu tạo của DSLK
18
pHead pTail
List
Cấu tạo của DSLK

Quản lý toàn bộ danh sách liên kết thông qua
con trỏ đầu pHead

pHead không phải là 1 nút, nó chỉ là “con trỏ
chỉ đến nút” mà thôi


Ta cũng có thể quản lý danh sách bằng cách
sử dụng thêm con trỏ cuối (pTail)

pTail không phải là 1 nút, nó chỉ là “con trỏ
chỉ đến nút” mà thôi
19
Cấu tạo của nút

Tạo lập bằng cách cấp phát bộ nhớ động

Mỗi nút có 2 thông tin:

Dữ liệu (data)

Con trỏ liên kết đến phần tử kế tiếp trong
danh sách (Next pointer link)

Nếu không trỏ đến phần tử nào thì con trỏ
Next = NULL
20
Thao tác chèn thêm node vào DSLK

“Kết nối” lại sợi dây liên kết theo trình tự
21
pHead pTail
List
Thao tác xóa node khỏi DSLK
22
Cần xóa
pHead pTail

List
Các loại hình DSLK
DSLK đơn: Các phần tử kết nối với nhau theo
hướng “chiều đi tới”
23
Các loại hình DSLK
DSLK đôi: Các phần tử kết nối với nhau theo
hướng “chiều đi tới và và đi lui”
24
Các loại hình DSLK
Danh sách liên kết vòng: Các phần tử kết nối
với nhau theo hướng “chiều đi tới” và phần tử
cuối cùng có “đường đi vòng trở lại tới” phần
tử đầu danh sách
25