- •Тема 1. Алгоритмы и программы 4
- •Тема 2. Характеристика языка Си 6
- •Тема 3. Основы языка Си 11
- •Тема 4.Работа с файлами 33
- •Тема 5.Распределение памяти 40
- •Тема 6. Методы организации данных в памяти эвм 43
- •Тема 7. Некоторые алгоритмы обработки данных 58
- •Тема 1. Алгоритмы и программы Цели и задачи изучения темы
- •1.1.Понятие алгоритма. Понятие программы. Способы записи алгоритмов.
- •1.2.Критерии качества программ
- •1.3.Низкоуровневые и высокоуровневые языки программирования
- •1.4.Принципы структурного программирования
- •Принципы структурного программирования.
- •2.2.Основные характеристики языка Си.
- •2.2.1.Достоинства языка Си
- •2.2.2.Компиляторы и интерпретаторы
- •2.2.3.Сильная типизация
- •2.3.Структура простой программы
- •Вопросы для повторения
- •3.1.2.Основные типы данных
- •3.1.3.Структуры данных
- •3.1.4.Оператор определения имени типа typedef
- •3.1.5.Массивы
- •3.1.6.Указатели
- •3.1.7.Указатели и массивы
- •3.1.8.Внешние и внутренние переменные
- •3.2.Стандартные функции ввода-вывода
- •3.3. Операции, операторы и выражения
- •3.3.1.Оператор присваивания
- •3.3.2.Арифметические операции
- •3.3.3.Операции увеличения и уменьшения
- •3.3.4.Операции сравнения
- •3.3.5.Логические операции
- •3.3.6.Побитовые логические операции
- •3.3.7.Операции сдвига
- •3.3.8.Операции "увеличить на", "домножить на" и т.П.
- •3.3.9.Операции с указателями. Указатели и массивы
- •3.3.10.Операция приведения типа
- •3.4.Управляющие конструкции
- •3.4.1.Фигурные скобки
- •3.4.2.Оператор выбора if и операция условия
- •3.4.3.Оператор множественного выбора switch
- •3.4.4.Оператор цикла while
- •3.4.5.Оператор цикла for
- •3.4.6.Оператор цикла do...While
- •3.5.Данные (более детальные сведения)
- •3.5.1.Структуры
- •3.5.2.Указатели и структуры
- •3.5.3.Структуры и оператор определения имени типа typedef
- •3.5.4.Строки
- •3.5.5.Матрицы и многомерные массивы
- •3.6.Пользовательские функции
- •3.6.1.Определение функций
- •3.6.2.Прототипы функций
- •3.6.3.Аргументы командной строки
- •Вопросы для повторения
- •4.2.Функция открытия файла fopen
- •4.3.Функции бинарного чтения и записи fread и fwrite
- •4.4.Функция закрытия файла fclose
- •4.5.Функции форматного чтения и записи fscanf и fprintf
- •4.6.Другие функции ввода-вывода
- •4.6.1.Функции посимвольного ввода-вывода
- •Int fgetc(file *f); - ввести один символ из файла f.
- •Int fputc(int c, file *f); - записать один символ в файл f.
- •4.6.2.Функции построкового ввода-вывода
- •Char *fgets(char *line,int size, file *f); - ввести строку из файла f.
- •Char *fputs(char *line, file *f); - записать строку в файл f.
- •4.6.3.Функции позиционирования в файле
- •Int fseek(file *f, long offset, int whence); - установить текущую позицию в файле f
- •Long ftell(file *f); - получить текущую позицию в файле f
- •Int feof(file *f); - проверить,достигнут ли конец файла f
- •Функция открытия файла fopen
- •Функции бинарного чтения и записи fread и fwrite
- •Функция закрытия файла fclose
- •5.2.Функции malloc и free
- •5.3.Выделение памяти под матрицы на этапе выполнения программы
- •Функции malloc и free.
- •6.2.Время выполнения программ
- •6.3.Списки
- •6.4.Реализация списков
- •6.5.Стеки
- •6.6.Реализация стеков
- •6.7.Очереди
- •6.8.Реализация очередей
- •6.9.Графы и деревья
- •6.10.Некоторые сд для хранения графов и деревьев
- •Матрица смежности графа, изображенного на рис.6.10
- •Матрица инцидентности графа, изображенного на рис.6.10
- •Матрица весов графа, изображенного на рис.6.11
- •Матрица смежности дерева, изображенного на рис.6.16
- •Вопросы для повторения
- •Реализация стеков.
- •Реализация очередей.
- •7.1.1.Поиск элемента в неупорядоченном массиве
- •7.1.2.Поиск элемента в упорядоченном массиве.
- •7.1.3.Фонетический поиск
- •7.2.Алгоритмы сортировки
- •7.2.1.Сортировка методом пузырька.
- •7.2.2.Сортировка вставками
- •7.2.3.Сортировка выбором
- •7.2.4.Пирамидальная сортировка
- •7.2.5.Быстрая сортировка
- •7.2.6.Сортировка слиянием
- •Этапы слияния файлов f1 и f2
- •7.3.Поиск на графах
- •7.3.1.Поиск в глубину
- •7.3.2.Поиск в ширину
- •7.4.Топологическая сортировка графа
- •7.5.Сетевое планирование
- •Информация о проекте
- •7.5.1.Алгоритм расчета наиболее ранних сроков наступления событий
- •7.5.2.Алгоритм расчета наиболее поздних сроков наступления событий
- •7.5.3.Алгоритм расчета резервов времени
- •Расчет резервов времени
- •Вопросы для повторения
Матрица смежности дерева, изображенного на рис.6.16
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
К недостаткам такого способа следует отнести то, что получаемые матрицы, как правило, сильно разряженные, и занимают большой объем памяти. Как было сказано выше объем памяти можно уменьшить, если упаковать матрицу в массивы смежности. Для рассматриваемого примера такие массивы представлены на рис.6.17.
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
S |
3 |
5 |
6 |
2 |
4 |
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U |
1 |
3 |
4 |
4 |
4 |
7 |
7 |
7 |
Рис.6.17. Упаковка матрицы смежности (табл. 6.4) в массивы смежности
Есть еще один более существенный недостаток. Этот недостаток заключается в трудности восстановления путей ведущих в вершины дерева из его корня (из вершины, в которую нет входящих дуг). Действительно, в рассматриваемом примере при восстановлении пути из вершины 1 (корень) в вершину 6 (путь 1,5,2,6) возникает неоднозначность - куда двигаться из вершины 1 в 3 или 5 вершину. Аналогично из 5 вершины не ясно, куда двигаться в 2,4 или 7 вершины. Такие неоднозначности приводят к итерационному алгоритму восстановления путей, что является существенным недостатком.
Наиболее выгодно ориентированное дерево, состоящее из n вершин пронумерованных числами 1,2,...n, сохранить в массиве P из n ячеек также пронумерованных числами 1,2,...n. Элементы массива P формируются следующим образом: Pi=номер вершины, предшествующей вершине i, если такая вершина есть и Pi=0 в противном случае3. Для дерева представленного на рис. 6.16 такой массив представлен на рис.6.18.
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
|
P |
0 |
5 |
1 |
5 |
1 |
2 |
5 |
|
|
Рис.6.18. Массив для хранения дерева, изображенного на рис.2.25 |
|||||||||
Если дерево хранится в таком массиве, то путь w из корня k в некоторую вершину v легко восстановить с конца, т.е. в обратном порядке от вершины v к вершине k:
w=v, P[v], P[P[v]], P[P[P[v]]],...,k.
При восстановлении пути из вершины 1 в вершину 6 для рассматриваемого дерева получим следующую последовательность действий: v=6, P[6]=2, P[2]=5, P[5]=k=1. Итак, w=6,2,5,1. Перевернув последовательность w, получим искомый путь 1,5,2,6.
Восстановление пути удобно осуществлять с помощью стека. Выполните реализацию восстановления пути с помощью стека самостоятельно.