Structuri de date fundamentale

Structuri de date fundamentale Structuri de date şi algoritmi -laborator- s.l. dr. ing. Ciprian-Bogdan Chirilă Universitatea Politehnica Timişoara 2014

Cuprins • TDA Tablou • Căutare liniară • Căutare binară (logaritmică) • Căutare prin interpolare • TDA Articol • TDA Mulţime • TDA Secvenţă • Concluzii

TDA Tablou • Secvenţă de elemente de acelaşi tip numit tip de bază; • Accesul se realizează cu ajutorul unui index asociat de tip ordinal finit; • ex. int x=tab[7] • Indexul precizează poziţia unui element în cadrul tabloului; • in C primul index al unui tablou este 0 (zero)

Exemplu - cod C #include <stdio.h> int tab[100]; int main() { tab[0]=12; tab[7]=34; printf("%d\n",tab[0]); printf("%d\n",tab[7]); return 0; }

Căutarea liniară • Se compară pe rând elementele tabloului cu x (elementul căutat) până când fie: • se găseşte egalitatea tab[i]=x • s-a ajuns la sfârşitul tabloului.

Căutarea liniară – demo 0 1 2 3 4 5 6 87 12 48 22 69 75 31 i=0 x=69 69=87 ? nu! 87 12 48 22 69 75 31 i=1 x=69 69=12 ? nu! 87 12 48 22 69 75 31 i=2 x=69 69=48 ? nu! 87 12 48 22 69 75 31 i=3 x=69 69=22 ? nu! 87 12 48 22 69 75 31 i=4 x=69 69=69 ? da! 87 12 48 22 69 75 31

Căutarea liniară – cod C #include <stdio.h> int tab[8]={12,34,66,1,2,8,92,66}; int cautareLiniara(int *tab, int dim, int x) { int i=0; while(tab[i]!=x && i<dim) { i++; } if(tab[i]==x) { return i; } return -1; }

Căutarea liniară – cod C int main() { int poz; poz=cautareLiniara(tab,8,92); //poz=cautareLiniara(tab,8,93); if(poz!=-1) { printf("Elementul s-a gasit pe pozitia %d\n",poz); } else { printf("Elementul nu s-a gasit\n"); } return 0; }

Căutarea binară (logaritmică) • Se aplică numai pe tablouri ordonate • Se înjumătăţeşte repetat intervalul în care se face căutarea • Performanţa: O(log2n)

Căutarea binară – demo 0 1 2 3 4 5 6 12 22 31 48 69 75 87 s=0 d=6 m=3 x=75 75 ? 48 > ! 12 22 31 48 69 75 87 s=3 d=6 m=4 x=75 75 ? 69 > ! 12 22 31 4869 75 87 s=4 d=6 m=5 x=75 75 ? 75 = ! 12 22 31 48 697587

Căutarea binară – cod C #include <stdio.h> int tab[8]={1,2,8,12,34,66,87,92}; int cautareBinara(int *tab, int dim, int x) { int s,d,m; s=0; d=dim-1; do { m=(s+d)/2; if(x>tab[m]) { s=m+1; } else { d=m-1; } } while((tab[m]!=x) && (s<=d));

Căutarea binară – cod C if(tab[m]==x) { return m; } return -1; } int main() { int poz; poz=cautareBinara(tab,8,66); //poz=cautareBinara(tab,8,33); if(poz!=-1) { printf("Elementul s-a gasit pe pozitia %d\n",poz); } else { printf("Elementul nu s-a gasit\n"); } return 0; }

Căutarea prin interpolare • Similară cu căutarea binară • Foloseşte altă formulă pentru calculul lui m: • m=s+(x-tab[s])*(d-s)/(tab[d]-tab[s]) • Inspirată după procedeul căutării într-o carte de telefon

Căutarea prin interpolare #include <stdio.h> int tab[8]={1,2,8,12,34,66,87,92}; int cautareInterpolare(int *tab, int dim, int x) { int s,d,m; s=0; d=dim-1; do { m=s+(x-tab[s])*(d-s)/(tab[d]-tab[s]); if(x>tab[m]) { s=m+1; } else { d=m-1; } } while((tab[m]!=x) && (s<d) && (tab[s]==tab[d]) && (x>=tab[s]) && (x<=tab[d]));

Căutarea prin interpolare if(tab[m]==x) { return m; } return 0; } int main() { int poz; poz=cautareInterpolare(tab,8,66); //poz=cautareInterpolare(tab,8,33); if(poz!=-1) { printf("Elementul s-a gasit pe pozitia %d\n",poz); } else { printf("Elementul nu s-a gasit\n"); } return 0; }

TDA Articol • Structură alcătuită dintr-o colecţie finită de elemente numite câmpuri; • Câmpurile pot aparţine unor tipuri diferite; • Accesul la câmpuri se face prin identificatori;

Exemplu - cod C #include <stdio.h> #include <string.h> struct student { char nume[20]; char prenume[20]; int varsta; }; struct student s1,s2; int main() { strcpy(s1.nume,"Nedelcu"); strcpy(s1.prenume,"Nicoleta"); s1.varsta=21; strcpy(s2.nume,"Dragan"); strcpy(s2.prenume,"Cerasela"); s2.varsta=21; printf("%s %s %d\n",s1.nume,s1.prenume,s1.varsta); printf("%s %s %d\n",s2.nume,s2.prenume,s2.varsta); return 0; }

TDA Mulţime • Structură alcătuită din elemente ce aparţin unui tip ordinal finit (tip de bază); • Sunt membre ale unei mulţimi matematice;

TDA Mulţime – operaţii elementare • DepuneMultime(S,T) • EgalitateMultime(S,T) • ApartineMultime(S,e) • Submultime(S,T) • Reuniune(S,T) • Intersectie(S,T) • Diferenta(S,T) • MultimeVida(S) • CreazaMultime(e) Notaţii: S, T, V – mulţimi e – obiect (valoare) de tip de bază

TDA Secvenţă • Structură formată din elemente de acelaşi tip (tipul de bază); • Accesul la elemente este secvenţial şi se efectuează cu ajutorul unui pointer; • La un moment dat este accesibil un singur element;

TDA Secvenţă – operaţii elementare • Rescrie(f) • DepuneSecventa(f,e) • ResetSecventa(f) • EOF(f) • FurnizeazaSecventa(f,e) Notaţii: f – secvenţa e – obiect (valoare) de tip de bază

Exemplu - cod C #include <stdio.h> FILE *f; char buf[20]; int main() { if((f=fopen("fisier.txt","wt"))==NULL) { printf("Eroare la creare fisier..."); return -1; } fprintf(f,"Buna_ziua_domnule_student!"); fclose(f); if((f=fopen("fisier.txt","rt"))==NULL) { printf("Eroare la deschidere fisier..."); return -2; } while(!feof(f)) { fscanf(f,"%s",buf); printf("%s",buf); } fclose(f); return 0; }

Recapitulare Despre ce am discutat azi ? • 4 TDA: • tablou, articol, multime, secventa • 3 algoritmi de cautare pe tablouri: • liniara, binara, interpolare • ultimii 2 functioneaza numai pe tablouri sortate

Structuri de date fundamentale