Национальный технический университет Украины

«Киевский политехнический институт»

Факультет информатики и вычислительной техники

Кафедра вычислительной техники

Киев 2000

Динамическое распределение памяти. Списковые структуры. Технические характеристики предлагаемого модуля для работы с односвязным списком. Листинг модуля Dinamo. Листинг программы, при написании которой был использован модуль Dinamo.

В языке программирования Паскаль, как и в других языках, всегда много используются переменные. В Паскале все переменные, которые мы используем в программе, должны быть заранее описаны, то есть, должен быть указан их тип: целое число, строка и т.п. Но зачастую не возможно заранее знать, какого типа переменная нам будет нужна. Для этих целей и служат динамические переменные, или указатели. Для их создания следует перед идентификатором вставить специальный символ ^. Прежде чем в программе можно будет использовать динамические переменные, следует выделить память, куда будут накапливаться значения соответствующего типа. Только после этого указатель будет содержать корректный адрес памяти. Размещение динамических переменных производится в специальной области памяти Heap. Динамические переменные ничем не отличаются от обычных переменных. Над ними можно производить все действия, что и с обычными переменными. Для работы с динамическим распределением памяти очень удобно использовать связанные структуры данных, например односвязные списки.

Простейшим примером списка является массив, в котором последовательно расположены все его элементы. Но у такого представления есть существенный недостаток – требуется заранее точно указать количество элементов массива. Поэтому лучше воспользоваться более гибким механизмом – динамическими переменными. Наглядно это выглядит так:

Первый элемент                                                                                              Последний элемент

В схеме каждый элемент разбит на два логических поля: Curr – обозначает все содержательные данные, и Next – указатель на следующий элемент списка. У последнего элемента указатель установлен в Nil, что используется для инициализации не распределенных динамических переменных. Данный список называется односвязным, поскольку движение от элемента к элементу в нем происходит только в одном направлении. Односвязный список использован в модуле Dinamo как один из вариантов работы с динамическими структурами.

Как происходит работа с элементами односвязного списка, например, вставка нового элемента? Лучше всего это можно проиллюстрировать следующим рисунком на примере односвязного списка из трех элементов.

Как мы видим, первым действием указателю нового элемента присваивается значение указателя второго элемента (на последний элемент списка), вторым действием разрывается связь между вторым и последним элементом, а вместо этого указатель второго элемента связывается с новым элементом списка.

В данной программе для работы с динамически распределяемой областью используются процедуры New(Var P : Pointer)  и  Dispose(Var P : Pointer). Первая позволяет создать в Heap-области новую динамическую переменную, используя при этом все свободное количество памяти, которое требуется для значения заданного типа данных. Процедура Dispose освобождает динамическую переменную, выделенную для Р по соответствующему вызову New. После вызова Dispose любые обращения к значению Р^ могут привести к ошибкам. То есть, каждому вызову New должен соответствовать вызов Dispose.

В разработке предложенной программы и модуля также был использован процедурный тип данных. Процедурные типы данных позволяют интерпретировать процедуры и функции как объекты, которые можно использовать при определении переменных и передаче параметров. В программе при вызове такой переменной с соответствующими ей параметрами происходит выполнение назначенной ей процедуры или функции. Синтаксис записи описания процедурного типа соответствует синтаксису обычного заголовка процедуры либо функции.

Технические характеристики предлагаемого модуля для работы с односвязным списком.

В данном модуле реализованы все основные функции, которые необходимы для качественной работы с данными, а именно: создание, вставка, поиск, удаление и просмотр информации, содержащейся в односвязном списке.

В процедуре, которая позволяет создавать новые записи, возможен непосредственный ввод информации с клавиатуры. Это обеспечивает некоторую мобильность программы.

Процедура вставки обеспечивает запись нового, введенного с клавиатуры, элемента в то место списка, которое пользователь считает необходимым.

Процедура удаление также обеспечивает удаление элемента, предварительно найденного в списке, в каком бы месте списка он не находился.

Просмотр обеспечивает последовательный, начиная с первого элемента, просмотр всех элементов, содержащихся в списке. Управление просмотром осуществляется клавишей "пробел".

Данный модуль удобен в использовании, управление отдельными процедурами требует определенной предварительной типизации.

Листинг программы program dinamo11;

uses Crt, Graph;

type

  pitem = ^adresses;

  adresses = record

          inf  : string;

          next : pitem;

          prev : pitem;

          end;

var

  tcurr, tfirst, tlast, dont, temp : pitem;

  r: char;

  adre: string;

  a : integer;

Procedure Novoe;

begin

if tfirst=Nil then

 begin

 new(tcurr);

 writeln('Адрес');

 readln(adre);

 tcurr^.inf:=adre;

 tcurr^.next:=nil;

 tfirst:=tcurr;

 end

else

 begin

 writeln ('adresses');

 readln(adre);

 new(tcurr^.next);

 tcurr:=tcurr^.next;

 tcurr^.inf:=adre;

 end;

 tcurr^.next:=nil;

 dont:=tcurr;

end;

Procedure Prosm;

begin

tcurr:=tfirst;

while tcurr nil do

 begin

 writeln(tcurr^.inf);

 repeat

 r:=readkey;

 until r in [#32];

 tcurr:=tcurr^.next;

 end;

 tcurr:=dont;

 repeat

 until keypressed;

end;

Procedure Poisk;

begin

a:=0;

writeln ('Chto iskat?');

readln(adre);

tcurr:=tfirst;

while tcurr nil do

 begin

 if tcurr^.infadre then

    tcurr:=tcurr^.next

 else

    begin

    writeln (tcurr^.inf);

    tcurr:=nil;

    a:=1;

    end;

    end;

if a=0 then

begin

writeln ('Not found');

end;

tcurr:=dont;

repeat

until keypressed;

end;

Procedure Vstavka;

begin

a:=0;

writeln ('Posle chego vstavka?');

readln(adre);

if adre='-' then

 begin

    new(temp);

    writeln ('Chto?');

    writeln ('adresses');

    readln(adre);

    temp^.inf:=adre;

    temp^.next:=tfirst;

    tfirst:=temp;

 end

else

 begin

 tcurr:=tfirst;

   begin

    while tcurrnil do

    begin

    if tcurr^.infadre then tcurr:=tcurr^.next

    else

        if (tcurr^.next=nil) and (a=0) then

        begin

        Novoe;

        a:=1;

        tcurr:=nil;

        end

        else

         if (tcurrnil) and (a=0) then

         begin

         new(temp);

         writeln ('Chtooo?');

         writeln ('adresses');

         readln(adre);

         temp^.inf:=adre;

         temp^.next:=tcurr^.next;

         tcurr^.next:=temp;

         tcurr:=dont;

         a:=1;

         end;

    end;

 end;

end;

if a=0 then writeln ('Not found');

repeat

until keypressed;

tcurr:=dont;

end;

Procedure Deleting;

begin

writeln ('Chto deletet?');

readln(adre);

tcurr:=tfirst;

temp:=tfirst;

while tcurr nil do

 begin

 if tcurr^.infadre then

    begin

    temp:=tcurr;

    tcurr:=tcurr^.next;

    end

 else

    begin

    if tcurr=tfirst then

       begin

       tfirst:=temp^.next;

       tcurr:=dont;

       end

    else

       if tcurr^.next=nil then

          begin

          temp^.next:=tcurr^.next;

          tcurr:=temp;

          tcurr^.next:=nil;

          dont:=tcurr;

          end

    else

       begin

       temp^.next:=tcurr^.next;

       tcurr:=temp;

       end;

    end;

end;

tcurr:=dont;

writeln ('Alles');

repeat

until keypressed;

end;

begin  {programmka}

tfirst:=nil;

repeat

{clrscr;}

writeln('(С)оздавать, (П)росмотр, (У)даление, По(и)ск, (B)ставка');

repeat

r:=readkey;

until r in ['c','g','b','d','e', #27];

case r of

   'c' : Novoe;

   'g' : Prosm;

   'b' : Poisk;

   'd' : Vstavka;

   'e' : Deleting;

end;

until r=#27;

{dispose(tcurr);

dispose(temp);}

end.

Модуль DINAMO

unit Dinamo;

Interface

uses Crt;

type

pitem=^tlist;

tlist=record

      inf:pointer;

      next:pitem;

      end;

taction=procedure(p:pointer);

t_test=function(p:pointer):boolean;

Function New_item(p:pointer):pitem;

Function Make_item(dont:pitem; p:pointer):pitem;

Procedure Prosm(first:pitem;act:taction);

Function Find(first:pitem; test:t_test; act:taction):pitem;

Procedure Deleting(first:pitem;test:t_test);

Function Deleting_f_end(first:pitem; test:t_test):pitem;

Function Insert_head(first:pitem;p:pointer):pitem;

Procedure Insert(first:pitem;test:t_test; p:pointer);

Implementation

Function New_item(p:pointer):pitem;

var tcurr :pitem;

begin

 new(tcurr);

 tcurr^.inf:=p;

 tcurr^.next:=nil;

end;

Function Make_item(dont:pitem;p:pointer):pitem;

var tcurr:pitem;

begin

 new(tcurr^.next);

 tcurr:=dont;

 tcurr:=tcurr^.next;

 tcurr^.inf:=p;

 tcurr^.next:=nil;

end;

Procedure Prosm(first:pitem; act:taction);

var tcurr: pitem;

begin

tcurr:=first;

while tcurr nil do

 begin

 act(tcurr^.inf);

 tcurr:=tcurr^.next;

 end;

end;

Function Find(first:pitem; test:t_test; act:taction):pitem;

var tcurr:pitem;

begin

tcurr:=first;

while tcurr nil do

 begin

 if test(tcurr^.inf)=false then

    tcurr:=tcurr^.next

 else

    begin

    if test(tcurr^.inf)=true then

    begin

    act(tcurr^.inf);

    tcurr:=tcurr^.next;

    end;

    end;

 end;

end;

Procedure Deleting(first:pitem; test:t_test);

var tcurr,temp:pitem;

begin

tcurr:=first;

temp:=first;

while tcurr nil do

 begin

 if test(tcurr^.inf)=false then

    begin

    temp:=tcurr;

    tcurr:=tcurr^.next;

    end

 else

    begin

    if tcurr=first then

       begin

       first:=temp^.next;

       end

    else

       begin

       temp^.next:=tcurr^.next;

       tcurr:=temp;

       end;

    end;

end;

end;

Function Deleting_f_end(first:pitem; test:t_test):pitem;

var tcurr,temp : pitem;

begin

tcurr:=first;

temp:=first;

while tcurr nil do

 begin

 if test(tcurr^.inf)=false then

    begin

    temp:=tcurr;

    tcurr:=tcurr^.next;

    end

 else

    if tcurr^.next=nil then

          begin

          temp^.next:=tcurr^.next;

          tcurr:=temp;

          tcurr^.next:=nil;

          end;

end;

end;

Function Insert_head(first:pitem;p:pointer):pitem;

var tcurr, temp :pitem;

begin

    new(temp);

    temp^.inf:=p;

    temp^.next:=first;

    first:=temp;

end;

Procedure Insert(first:pitem;test:t_test; p:pointer);

var tcurr, temp : pitem;

    begin

    if test(tcurr^.inf)=true then

  begin

  new(temp);

  temp^.inf:=p;

  temp^.next:=tcurr^.next;

  tcurr^.next:=temp;

  end;

    end;

begin

end.

Программа, использующая модуль DINAMO

program DODAVANNYA;

uses Dinamo, Crt;

type

   pdata=^tdata;

   tdata=record

         a:string[20];

         end;

var

   r: char;

   dont,first,ptemp: pitem;

   b:string[20];

   tmp :pdata;

Procedure Novoe;far;

   begin

   new(tmp);

   writeln('Vvedite zifru');

   read(b);

     if first=nil then

        begin

        with tmp^ do a:=b;

        dont:=new_item(tmp);

        first:=new_item(tmp);

        end

     else

        begin

        with tmp^ do a:=b;

        dont:=make_item(dont,tmp);

        end;

   end;

Procedure Print(p:pointer);far;

   begin

   with pdata(p)^ do

   begin

   writeln(a);

   writeln('< <