- •Введение
- •1. Технология проектирования и реализации коллекций данных.
- •1.1. Постановка задачи.
- •1.2. Разработка структур данных и алгоритмов
- •1.3. Кодирование
- •1.4. Отладка и тестирование
- •1.5. Сопровождение
- •2. Лабораторная работа «Сортировка коллекции»
- •2.1. Алгоритмы внутренней сортировки
- •2.2. Задание к лабораторной работе
- •2.1.1. Варианты заданий
- •2.1.2. Методические указания к выполнению задания
- •2.3. Контрольные вопросы и упражнения.
- •3. Лабораторная работа «Коллекция данных - список».
- •3.1. Структуры списков
- •3.2. Задание к лабораторной работе
- •3.2.1. Варианты заданий:
- •3.2.2. Методические указания к выполнению задания
- •3.3. Контрольные вопросы и упражнения.
- •4. Лабораторная работа «Коллекция данных - дерево поиска».
- •4.1. Структуры bst - деревьев
- •4.2. Задание к лабораторной работе
- •4.2.1. Варианты задания
- •4.2.2. Методические указания к выполнению задания:
- •4.3. Контрольные вопросы и упражнения.
- •5. Лабораторная работа «Коллекция данных - сбалансированное дерево поиска»
- •5.1. Структуры сбалансированных деревьев
- •5.2. Задание к лабораторной работе
- •5.2.1. Варианты заданий:
- •5.2.2. Методические указания к выполнению задания
- •5.3. Контрольные вопросы и упражнения.
- •6. Лабораторная работа «Коллекция данных - хеш – таблица»
- •6.1. Функции хеширования
- •6.2. Разрешение коллизий и структуры хеш-таблиц
- •6.3. Трудоёмкость операций
- •6.4. Задание к лабораторной работе
- •6.4.1. Варианты заданий:
- •6.4.2. Методические указания к выполнению задания
- •6.5. Контрольные вопросы и упражнения.
- •Литература
- •Приложение a: Псевдокод. Основные правила и соглашения псевдокода
- •Алгоритм сортировки Шелла
- •Алгоритм пирамидальной сортировки
- •Рекурсивный алгоритм сортировки разделением
- •Итеративный алгоритм сортировки разделением
- •Рекурсивный алгоритм сортировки слиянием
- •Итеративный алгоритм сортировки слиянием
- •Рекурсивный алгоритм поразрядной msd-сортировки
- •Итеративный алгоритм поразрядной lsd-сортировки
- •Итеративный алгоритм вставки элемента в bst – дерево
- •Рекурсивный алгоритм удаления элемента из bst – дерева
- •Алгоритм вставки элемента в корень bst – дерева
- •Алгоритм поиска предыдущего по значению ключа узла bst – дерева
- •Алгоритм поиска k –го по значению ключа узла в bst – дереве
- •Алгоритм разбиения дерева на части
- •Алгоритм удаления из bst-дерева на основе объединения поддеревьев
- •Алгоритм объединения bst – деревьев
- •Алгоритм удаления элемента из рандомизированного дерева
- •Алгоритм вставки элемента в avl-дерево
- •Рекурсивный алгоритм вставки элемента в rb – дерево
- •Итеративный алгоритм вставки элемента в rb – дерево
- •Итеративный алгоритм удаления элемента из rb – дерева
- •Алгоритм вставки элемента в 2-3 - дерево
- •Алгоритм удаления элемента из 2-3 - дерева
- •Приложение д Алгоритмы операций для хеш-таблицы с открытой адресацией Алгоритм вставки элемента
- •Алгоритм удаления элемента
- •Алгоритм поиска элемента
4.2.1. Варианты задания
-
Алгоритмы операций АТД реализуются в рекурсивной форме.
-
Схема операции обхода: t → Lt → Rt..
-
Дополнительная операция: поиск для заданного ключа предыдущего по значению ключа в дереве (итерационная форма алгоритма).
-
Алгоритмы операций АТД реализуются в итерационной форме.
-
Схема операции обхода: Lt → t → Rt.
-
Дополнительная операция: определение длины внешнего пути дерева (рекурсивная форма алгоритма).
-
Алгоритмы операций АТД реализуются в рекурсивной форме.
-
Схема операции обхода: Lt → t → Rt..
-
Дополнительная операция: вставка элемента в корень дерева (итерационная форма алгоритма).
-
Алгоритмы операций АТД реализуются в итерационной форме.
-
Схема операции обхода: t → Lt → Rt.
-
Дополнительная операция: поиск k –го ключа в дереве (рекурсивная форма алгоритма).
-
Алгоритмы операций АТД реализуются в рекурсивной форме.
-
Схема операции обхода: Lt → Rt → t.
-
Дополнительная операция: определение длины внутреннего пути дерева (итерационная форма алгоритма).
-
Алгоритмы операций АТД реализуются в итерационной форме.
-
Схема операции обхода: Lt → t → Rt..
-
Дополнительная операция: удаление узла с заданным ключом на основе метода объединения двух поддеревьев (рекурсивная форма алгоритма).
-
Алгоритмы операций АТД реализуются в рекурсивной форме.
-
Схема операции обхода: Схема операции обхода: t → Lt → Rt.
-
Дополнительная операция: определение критерия сбалансированности для всех узлов дерева (итерационная форма алгоритма).
-
Алгоритмы операций АТД реализуются в итерационной форме.
-
Схема операции обхода: Lt → Rt → t.
-
Дополнительная операция: объединение двух BST-деревьев (рекурсивная форма алгоритма).
4.2.2. Методические указания к выполнению задания:
-
Создание коллекции «BST-дерево» выполняется в соответствии с технологией реализации коллекций, изложенной в разделе 1. Для АТД «BST-дерево» разрабатываются формат АТД и шаблонный класс – контейнер. Для элементов дерева и итератора разрабатываются вспомогательные внутренние классы, определённые в классе дерева.
-
Для реализации операций АТД, рекомендуется использовать алгоритмы, приведённые в приложении 3.
-
Для тестирования разработанного класса – контейнера разрабатываются две программы: программа тестирования операций через меню и программа тестирования трудоёмкости операций поиска, вставки и удаления.
-
Тестирование операций через меню выполняется для BST-дерева небольшого размера (до 10 элементов). Тестирующая программа выполняет вызов метода коллекции для выбранной операции без предварительной проверки входных параметров метода и состояния коллекции. После выполнения операции необходимо вывести на экран содержимое BST-дерева с помощью операции вывода структуры дерева. При выводе узла дерева необходимо отражать только ключ поиска, хранящийся в узле. Также необходимо выводить вспомогательный параметр узла, если он введён в узел BST-дерева для дополнительной операции, заданной в варианте задания.
-
Тестирование трудоёмкости операций поиска, вставки и удаления выполняется в соответствии с технологией тестирования, изложенной в разделе 1.4.
-
Перед тестированием эффективности операций задаётся размер дерева. Размер дерева варьируется в пределах от 10 до 100 000 элементов. После тестирования на экран выводятся размер дерева и средняя трудоёмкость операций поиска, вставки и удаления (среднее число пройденных узлов дерева).