Жанр: Учеба
Язык Си
...и
необязательного аргумента -N она бы сортировала строки ввода
численно, а не лексикографически.
Сортировка часто состоит из трех частей - сравнения, которое
определяет упорядочивание любой пары объектов, перестановки,
изменяющей их порядок, и алгоритма сортировки, осуществляющего
сравнения и перестановки до тех пор, пока
объекты не расположатся в нужном порядке. Алгоритм сортировки
не зависит от операций сравнения и перестановки, так что,
передавая в него различные функции сравнения и перестановки,
мы можем организовать сортировку по различным критериям.
Именно такой подход используется в нашей новой программе
сортировки.
Как и прежде, лексикографическое сравнение двух строк
осуществляется функцией STRCMP, а перестановка функцией
SWAP; нам нужна еще функция NUMCMP, сравнивающая две строки
на основе численного значения и возвращающая условное указание
того же вида, что и STRCMP. Эти три функции описываются
в MAIN и указатели на них передаются в SORT. В свою очередь
функция SORT обращается к этим функциям через их указатели.
мы урезали обработку ошибок в аргументах с тем, чтобы сосредоточиться
на главных вопросах.
#DEFINE LINES 100 /* MAX NUMBER OF LINES
TO BE SORTED */
MAIN(ARGC, ARGV) /* SORT INPUT LINES */
INT ARGC;
CHAR *ARGV[];
\(
CHAR *LINEPTR[LINES]; /* POINTERS TO TEXT LINES */
INT NLINES; /* NUMBER OF INPUT LINES READ */
INT STRCMP(), NUMCMP(); /* COMPARSION FUNCTIONS */
INT SWAP(); /* EXCHANGE FUNCTION */
INT NUMERIC = 0; /* 1 IF NUMERIC SORT */
IF(ARGC"1 && ARGV[1][0] == '-' && ARGV[1][1]=='N')
NUMERIC = 1;
IF(NLINES = READLINES(LINEPTR, LINES)) "= 0) \(
IF (NUMERIC)
SORT(LINEPTR, NLINES, NUMCMP, SWAP);
ELSE
SORT(LINEPTR, NLINES, STRCMP, SWAP);
WRITELINES(LINEPTR, NLINES);
\) ELSE
PRINTF("INPUT TOO BIG TO SORT\N");
\)
Здесь STRCMP, NIMCMP и SWAP - адреса функций; так как известно,
что это функции, операция & здесь не нужна совершенно
аналогично тому, как она не нужна и перед именем массива.
Передача адресов функций организуется компилятором.
Второй шаг состоит в модификации SORT:
SORT(V, N, COMP, EXCH) /* SORT STRINGS V[0] ... V[N-1] */
CHAR *V[]; /* INTO INCREASING ORDER */
INT N;
INT (*COMP)(), (*EXCH)();
\(
INT GAP, I, J;
FOR(GAP = N/2; GAP " 0; GAP /= 2)
FOR(I = GAP; I " N; I++)
FOR(J = I-GAP; J "= 0; J -= GAP) \(
IF((*COMP)(V[J], V[J+GAP]) "= 0)
BREAK;
(*EXCH)(&V[J], &V[J+GAP]);
\)
\)
Здесь следует обратить определенное внимание на описания.
Описание
INT (*COMP)()
говорит, что COMP является указателем на функцию, которая
возвращает значение типа INT. Первые круглые скобки здесь
необходимы; без них описание
INT *COMP()
говорило бы, что COMP является функцией, возвращающей указатель
на целые, что, конечно, совершенно другая вещь.
Использование COMP в строке
IF (*COMP)(V[J], V[J+GAP]) "= 0)
полностью согласуется с описанием: COMP - указатель на функцию,
*COMP - сама функция, а
(*COMP)(V[J], V[J+GAP])
- обращение к ней. Круглые скобки необходимы для правильного
объединения компонентов.
Мы уже приводили функцию STRCMP, сравнивающую две строки
по первому численному значению:
NUMCMP(S1, S2) /* COMPARE S1 AND S2 NUMERICALLY */
CHAR *S1, *S2;
\(
DOUBLE ATOF(), V1, V2;
V1 = ATOF(S1);
V2 = ATOF(S2);
IF(V1 " V2)
RETURN(-1);
ELSE IF(V1 " V2)
RETURN(1);
ELSE
RETURN (0);
\)
Заключительный шаг состоит в добавлении функции SWAP,
переставляющей два указателя. Это легко сделать, непосредственно
используя то, что мы изложили ранее в этой главе.
SWAP(PX, PY) /* INTERCHANGE *PX AND *PY */
CHAR *PX[], *PY[];
\(
CHAR *TEMP;
TEMP = *PX;
*PX = *PY;
*PY = TEMP;
\)
Имеется множество других необязятельных аргументов, которые
могут быть включены в программу сортировки: некоторые
из них составляют интересные упражнения.
Упражнение 5-11
---------------
Модифицируйте SORT таким образом, чтобы она работала с
меткой -R, указывающей на сортировку в обратном (убывающем)
порядке. Конечно, -R должна работать с -N.
Упражнение 5-12
---------------
Добавьте необязательный аргумент -F, объединяющий вместе
прописные и строчные буквы, так чтобы различие регистров не
учитывалось во время сортировки: данные из верхнего и нижнего
регистров сортируются вместе, так что буква 'а' прописное
и 'а' строчное оказываются соседними , а не разделенными целым
алфавитом.
Упражнение 5-13
---------------
Добавьте необязательный аргумент -D ("словарное упорядочивание"),
при наличии которого сравниваются только буквы,
числа и пробелы. Позаботьтесь о том, чтобы эта функция работала
и вместе с -F.
Упражнение 5-14
---------------
Добавьте возможность обработки полей, так чтобы можно
было сортировать поля внутри строк. Каждое поле должно сортироваться
в соответствии с независимым набором необязательных
аргументов. (предметный указатель этой книги сортировался
с помощью аргументов -DF для категории указателя и с -N
для номеров страниц).
* 6. Структуры *
Структура - это набор из одной или более переменных,
возможно различных типов, сгруппированных под одним именем
для удобства обработки. (В некоторых языках, самый известный
из которых паскаль, структуры называются "записями").
Традиционным примером структуры является учетная карточка
работающего: "служащий" описывается набором атрибутов таких,
как фамилия, имя, отчество (ф.и.о.), адрес, код социального
обеспечения, зарплата и т.д. Некоторые из этих атрибутов
сами могут оказаться структурами: ф.и.о. Имеет несколько
компонент, как и адрес, и даже зарплата.
Структуры оказываются полезными при организации сложных
данных особенно в больших программах, поскольку во многих
ситуациях они позволяют сгруппировать связанные данные таким
образом, что с ними можно обращаться, как с одним целым, а
не как с отдельными объектами. В этой главе мы постараемся
продемонстрировать то, как используются структуры. Программы,
которые мы для этого будем использовать, больше, чем
многие другие в этой книге, но все же достаточно умеренных
размеров.
6.1. Основные сведения
Давайте снова обратимся к процедурам преобразования даты
из главы 5. Дата состоит из нескольких частей таких, как
день, месяц, и год, и, возможно, день года и имя месяца. Эти
пять переменных можно объеденить в одну структуру вида:
STRUCT DATE \(
INT DAY;
INT MONTH;
INT YEAR;
INT YEARDAY;
CHAR MON_NAME[4];
\);
Описание структуры, состоящее из заключенного в фигурные
скобки списка описаний, начинается с ключевого слова STRUCT.
За словом STRUCT может следовать необязательное имя, называемое
ярлыком структуры (здесь это DAТе). Такой ярлык именует
структуры этого вида и может использоваться в дальнейшем как
сокращенная запись подробного описания.
Элементы или переменные, упомянутые в структуре, называются
членами. Ярлыки и члены структур могут иметь такие же
имена, что и обычные переменные (т.е. Не являющиеся членами
структур), поскольку их имена всегда можно различить по контексту.
Конечно, обычно одинаковые имена присваивают только
тесно связанным объектам.
Точно так же, как в случае любого другого базисного типа,
за правой фигурной скобкой, закрывающей список членов,
может следовать список переменных.
Оператор
STRUCT \( ...\) X,Y,Z;
синтаксически аналогичен
INT X,Y,Z;
в том смысле, что каждый из операторов описывает X , Y и Z в
качестве переменных соотвествующих типов и приводит к выделению
для них памяти.
Описание структуры, за которым не следует списка переменных,
не приводит к выделению какой-либо памяти; оно только
определяет шаблон или форму структуры. Однако, если такое
описание снабжено ярлыком, то этот ярлык может быть использован
позднее при определении фактических экземпляров структур.
Например, если дано приведенное выше описание DATE, то
STRUCT DATE D;
определяет переменную D в качестве структуры типа DATE.
Внешнюю или статическую структуру можно инициализировать,
поместив вслед за ее определением список инициализаторов для
ее компонент:
STRUCT DATE D=\( 4, 7, 1776, 186, "JUL"\);
Член определенной структуры может быть указан в выражении
с помощью конструкции вида
имя структуры . Член
--------------------
Операция указания члена структуры "." связывает имя структуры
и имя члена. В качестве примера определим LEAP (признак
високосности года) на основе даты, находящейся в структуре
D,
LEAP = D.YEAR % 4 == 0 && D.YEAR % 100 != 0
\!\! D.YEAR % 400 == 0;
или проверим имя месяца
IF (STRCMP(D.MON_NAME, "AUG") == 0) ...
Или преобразуем первый символ имени месяца так, чтобы оно
начиналось со строчной буквы
D.MON_NAME[0] = LOWER(D.MON_NAME[0]);
Структуры могут быть вложенными; учетная карточка служащего
может фактически выглядеть так:
STRUCT PERSON \(
CHAR NAME[NAMESIZE];
CHAR ADDRESS[ADRSIZE];
LONG ZIPCODE; /* почтовый индекс */
LONG SS_NUMBER; /* код соц. Обеспечения */
DOUBLE SALARY; /* зарплата */
STRUCT DATE BIRTHDATE; /* дата рождения */
STRUCT DATE HIREDATE; /* дата поступления
на работу */
\);
Структура PERSON содержит две структуры типа DATE . Если мы
определим EMP как
STRUCT PERSON EMP;
то
EMP.BIRTHDATE.MONTH
будет ссылаться на месяц рождения. Операция указания члена
структуры "." ассоциируется слева направо.
6.2. Структуры и функции
В языке "C" существует ряд ограничений на использование
структур. Обязательные правила заключаются в том, что единственные
операции, которые вы можете проводить со структурами,
состоят в определении ее адреса с помощью операции & и
доступе к одному из ее членов. Это влечет за собой то, что
структуры нельзя присваивать или копировать как целое, и что
они не могут быть переданы функциям или возвращены ими. (В
последующих версиях эти ограничения будут сняты). На указатели
структур эти ограничения однако не накладываются, так
что структуры и функции все же могут с удобством работать
совместно. И наконец, автоматические структуры, как и автоматические
массивы, не могут быть инициализированы; инициализация
возможна только в случае внешних или статических
структур.
Давайте разберем некоторые из этих вопросов, переписав с
этой целью функции перобразования даты из предыдущей главы
так, чтобы они использовали структуры. Так как правила запрещают
непосредственную передачу структуры функции, то мы
должны либо передавать отдельно компоненты, либо передать
указатель всей структуры. Первая возможность демонстрируется
на примере функции DAY_OF_YEAR, как мы ее написали в главе
5:
D.YEARDAY = DAY_OF_YEAR(D.YEAR, D.MONTH, D.DAY);
другой способ состоит в передаче указателя. если мы опишем
HIREDATE как
STRUCT DATE HIREDATE;
и перепишем DAY_OF_YEAR нужным образом, мы сможем тогда написать
HIREDATE YEARDAY = DAY_OF_YEAR(&HIREDATE);
передавая указатель на HIREDATE функции DAY_OF_YEAR . Функция
должна быть модифицирована, потому что ее аргумент теперь
является указателем, а не списком переменных.
DAY_OF_YEAR(PD) /* SET DAY OF YEAR FROM MONTH, DAY */
STRUCT DATE *PD;
\(
INT I, DAY, LEAP;
DAY = PD-"DAY;
LEAP = PD-"YEAR % 4 == 0 && PD-"YEAR % 100 != 0
\!\! PD-"YEAR % 400 == 0;
FOR (I =1; I " PD-"MONTH; I++)
DAY += DAY_TAB[LEAP][I];
RETURN(DAY);
\)
Описание
STRUCT DATE *PD;
говорит, что PD является указателем структуры типа DATE.
Запись, показанная на примере
PD-"YEAR
является новой. Если P - указатель на структуру, то
P-" член структуры
------------------
обращается к конкретному члену. (Операция -" - это знак минус,
за которым следует знак """.)
Так как PD указывает на структуру, то к члену YEAR можно
обратиться и следующим образом
(*PD).YEAR
но указатели структур используются настолько часто, что запись
-" оказывается удобным сокращением. Круглые скобки в
(*PD).YEAR необходимы, потому что операция указания члена
стуктуры старше , чем * . Обе операции, "-"" и ".", ассоциируются
слева направо, так что конструкции слева и справа
зквивалентны
P-"Q-"MEMB (P-"Q)-"MEMB
EMP.BIRTHDATE.MONTH (EMP.BIRTHDATE).MONTH
Для полноты ниже приводится другая функция, MONTH_DAY, переписанная
с использованием структур.
MONTH_DAY(PD) /* SET MONTH AND DAY FROM DAY OF YEAR */
STRUCT DATE *PD;
\(
INT I, LEAP;
LEAP = PD-"YEAR % 4 == 0 && PD-"YEAR % 100 != 0
\!\! PD-"YEAR % 400 == 0;
PD-"DAY = PD-"YEARDAY;
FOR (I = 1; PD-"DAY " DAY_TAB[LEAP][I]; I++)
PD-"DAY -= DAY_TAB[LEAP][I];
PD-"MONTH = I;
\)
Операции работы со структурами "-"" и "." наряду со ()
для списка аргументов и [] для индексов находятся на самом
верху иерархии страшинства операций и, следовательно, связываются
очень крепко. Если, например, имеется описание
STRUCT \(
INT X;
INT *Y;
\) *P;
то выражение
++P-"X
увеличивает х, а не р, так как оно эквивалентно выражению
++(P-"х). Для изменения порядка выполнения операций можно
использовать круглые скобки: (++P)-"х увеличивает P до доступа
к х, а (P++)-"X увеличивает P после. (круглые скобки в
последнем случае необязательны. Почему ?)
Совершенно аналогично *P-"Y извлекает то, на что указывает
Y; *P-"Y++ увеличивает Y после обработки того, на что
он указывает (точно так же, как и *S++); (*P-"Y)++ увеличивает
то, на что указывает Y; *P++-"Y увеличивает P после выборки
того, на что указывает Y.
6.3. Массивы сруктур
Структуры особенно подходят для управления массивами
связанных переменных. Рассмотрим, например, программу подсчета
числа вхождений каждого ключевого слова языка "C". Нам
нужен массив символьных строк для хранения имен и массив целых
для подсчета. одна из возможностей состоит в использовании
двух параллельных массивов KEYWORD и KEYCOUNT:
CHAR *KEYWORD [NKEYS];
INT KEYCOUNT [NKEYS];
Но сам факт, что массивы параллельны, указывает на возможность
другой организации. Каждое ключевое слово здесь по существу
является парой:
CHAR *KEYWORD;
INT KEYCOUNT;
и, следовательно, имеется массив пар. Описание структуры
STRUCT KEY \(
CHAR *KEYWORD;
INT KEYCOUNT;
\) KEYTAB [NKEYS];
оперделяет массив KEYTAB структур такого типа и отводит для
них память. Каждый элемент массива является структурой. Это
можно было бы записать и так:
STRUCT KEY \(
CHAR *KEYWORD;
INT KEYCOUNT;
\);
STRUCT KEY KEYTAB [NKEYS];
Так как структура KEYTAB фактически содержит постоянный
набор имен, то легче всего инициализировать ее один раз и
для всех членов при определении. Инициализация структур
вполне аналогична предыдущим инициализациям - за определением
следует заключенный в фигурные скобки список инициализаторов:
STRUCT KEY \(
CHAR *KEYWORD;
INT KEYCOUNT;
\) KEYTAB[] =\(
"BREAK", 0,
"CASE", 0,
"CHAR", 0,
"CONTINUE", 0,
"DEFAULT", 0,
/* ... */
"UNSIGNED", 0,
"WHILE", 0
\);
Инициализаторы перечисляются парами соответственно членам
структуры. Было бы более точно заключать в фигурные скобки
инициализаторы для каждой "строки" или структуры следующим
образом:
\( "BREAK", 0 \),
\( "CASE", 0 \),
Но когда инициализаторы являются простыми переменными или
символьными строками и все они присутствуют, то во внутренних
фигурных скобках нет необходимости. Как обычно, компилятор
сам вычислит число элементов массива KEYTAB, если инициализаторы
присутствуют, а скобки [] оставлены пустыми.
Программа подсчета ключевых слов начинается с определения
массива KEYTAB. ведущая программа читает свой файл ввода,
последовательно обращаясь к функции GETWORD, которая извлекает
из ввода по одному слову за обращение. Каждое слово
ищется в массиве KEYTAB с помощью варианта функции бинарного
поиска, написанной нами в главе 3. (Конечно, чтобы эта функция
работала, список ключевых слов должен быть расположен в
порядке возрастания).
#DEFINE MAXWORD 20
MAIN() /* COUNT "C" KEYWORDS */
\(
INT N, T;
CHAR WORD[MAXWORD];
WHILE ((T = GETWORD(WORD,MAXWORD)) != EOF)
IF (T == LETTER)
IF((N = BINARY(WORD,KEYTAB,NKEYS)) "= 0)
KEYTAB[N].KEYCOUNT++;
FOR (N =0; N " NKEYS; N++)
IF (KEYTAB[N].KEYCOUNT " 0)
PRINTF("%4D %S\N",
KEYTAB[N].KEYCOUNT, KEYTAB[N].KEYWORD);
\)
BINARY(WORD, TAB, N) /* FIND WORD IN TAB[0]...TAB[N-1] */
CHAR *WORD;
STRUCT KEY TAB[];
INT N;
\(
INT LOW, HIGH, MID, COND;
LOW = 0;
HIGH = N - 1;
WHILE (LOW "= HIGH) \(
MID = (LOW+HIGH) / 2;
IF((COND = STRCMP(WORD, TAB[MID].KEYWORD)) " 0)
HIGH = MID - 1;
ELSE IF (COND " 0)
LOW = MID + 1;
ELSE
RETURN (MID);
\)
RETURN(-1);
\)
Мы вскоре приведем функцию GETWORD; пока достаточно сказать,
что она возвращает LETTER каждый раз, как она находит слово,
и копирует это слово в свой первый аргумент.
Величина NKEYS - это количество ключевых слов в массиве
KEYTAB . Хотя мы можем сосчитать это число вручную, гораздо
легче и надежнее поручить это машине, особенно в том случае,
если список ключевых слов подвержен изменениям. Одной из
возможностей было бы закончить список инициализаторов указанием
на нуль и затем пройти в цикле сквозь массив KEYTAB,
пока не найдется конец.
Но, поскольку размер этого массива полностью определен к
моменту компиляции, здесь имеется более простая возможность.
Число элементов просто есть
SIZE OF KEYTAB / SIZE OF STRUCT KEY
дело в том, что в языке "C" предусмотрена унарная операция
SIZEOF, выполняемая во время компиляции, которая позволяет
вычислить размер любого объекта. Выражение
SIZEOF(OBJECT)
выдает целое, равное размеру указанного объекта. (Размер определяется
в неспецифицированных единицах, называемых "байтами",
которые имеют тот же размер, что и переменные типа
CHAR). Объект может быть фактической переменной, массивом и
структурой, или именем основного типа, как INT или DOUBLE,
или именем производного типа, как структура. В нашем случае
число ключевых слов равно размеру массива, деленному на размер
одного элемента массива. Это вычисление используется в
утверждении #DEFINE для установления значения NKEYS:
#DEFINE NKEYS (SIZEOF(KEYTAB) / SIZEOF(STRUCT KEY))
Теперь перейдем к функции GETWORD. Мы фактически написали
более общий вариант функции GETWORD, чем необходимо для
этой программы, но он не на много более сложен. Функция
GETWORD возвращает следующее "слово" из ввода, где словом
считается либо строка букв и цифр, начинающихся с буквы, либо
отдельный символ. Тип объекта возвращается в качетве значения
функции; это - LETTER, если найдено слово, EOF для
конца файла и сам символ, если он не буквенный.
GETWORD(W, LIM) /* GET NEXT WORD FROM INPUT */
CHAR *W;
INT LIM;
\(
INT C, T;
IF (TYPE(C=*W++=GETCH()) !=LETTER) \(
*W='\0';
RETURN(C);
\)
WHILE (--LIM " 0) \(
T = TYPE(C = *W++ = GETCH());
IF (T ! = LETTER && T ! = DIGIT) \(
UNGETCH(C);
BREAK;
\)
\)
*(W-1) - '\0';
RETURN(LETTER);
\)
Функция GETWORD использует функции GETCH и UNGETCH, которые
мы написали в главе 4: когда набор алфавитных символов прерывается,
функция GETWORD получает один лишний символ. В результате
вызова UNGETCH этот символ помещается назад во ввод
для следующего обращения.
Функция GETWORD обращается к функции TYPE для определения
типа каждого отдельного символа из файла ввода. Вот вариант,
справедливый только для алфавита ASCII.
TYPE(C) /* RETURN TYPE OF ASCII CHARACTER */
INT C;
\(
IF (C"= 'A' && C"= 'Z' \!\! C"= 'A' && C"= 'Z')
RETURN(LETTER);
ELSE IF (C"= '0' && C"= '9')
RETURN(DIGIT);
ELSE
RETURN(C);
\)
Символические константы LETTER и DIGIT могут иметь любые
значения, лишь бы они не вступали в конфликт с символами,
отличными от буквенно-цифровых, и с EOF; очевидно возможен
следующий выбор
#DEFINE LETTER 'A'
#DEFINE DIGIT '0'
функция GETWORD могла бы работать быстрее, если бы обращения
к функции TYPE были заменены обращениями к соответствующему
массиву TYPE[ ]. В стандартной библиотеке языка "C" предусмотрены
макросы ISALPHA и ISDIGIT, действующие необходимым
образом.
Упражнение 6-1
--------------
Сделайте такую модификацию функции GETWORD и оцените,
как изменится скорость работы программы.
Упражнение 6-2
--------------
Напишите вариант функции TYPE, не зависящий от конкретного
наборасимволов.
Упражнение 6-3
--------------
Напишите вариант программы подсчета ключевых слов, который
бы не учитывал появления этих слов в заключенных в кавычки
строках.
6.4. Указатели на структуры
Чтобы проиллюстрировать некоторые соображения, связанные
с использованием указателей и массивов структур, давайте
снова составим программу подсчета ключевых строк, используя
на этот раз указатели, а не индексы массивов.
Внешнее описание массива KEYTAB не нужно изменять, но
функции MAIN и BINARY требуют модификации.
MAIN() /* COUNT C KEYWORD; POINTER VERSION */
\(
INT T;
CHAR WORD[MAXWORD];
STRUCT KEY *BINARY(), *P;
WHILE ((T = GETWORD(WORD, MAXWORD;) !=EOF)
IF (T==LETTER)
IF ((P=BINARY(WORD,KEYTAB,NKEYS)) !=NULL)
P-"KEYCOUNT++;
FOR (P=KEYTAB; P"KEYTAB + NKEYS; P++)
IF (P-"KEYCOUNT " 0)
PRINTF("%4D %S/N", P-"KEYCOUNT, P-"KEYWORD);
\)
STRUCT KEY *BINARY(WORD, TAB, N) /* FIND WORD */
CHAR *WORD /* IN TAB[0]...TAB[N-1] */
STRUCT KEY TAB [];
INT N;
\(
INT COND;
STRUCT KEY *LOW = &TAB[0];
STRUCT KEY *HIGH = &TAB[N-1];
STRUCT KEY *MID;
WHILE (LOW "= HIGH) \(
MID = LOW + (HIGH-LOW) / 2;
IF ((COND = STRCMP(WORD, MID-"KEYWORD)) " 0)
HIGH = MID - 1;
ELSE IF (COND " 0)
LOW = MID + 1;
ELSE
RETURN(MID);
\)
RETURN(NULL);
\)
Здесь имеется несколько моментов, которые стоит отметить.
Во-первых, описание функции BINARI должно указывать,
что она возвращает указатель на структуру типа KEY, а не на
целое; это объявляется как в функции MAIN, так и в BINARY.
Если функция BINARI находит слово, то она возвращает указатель
на него; если же нет, она возвращает NULL.
Во-вторых, все обращения к элементам массива KEYTAB осуществляются
через указатели. Это влечет за собой одно существенное
изменение в функции BINARY: средний элемент больше
нельзя вычислять просто по формуле
MID = (LOW + HIGH) / 2
потому что сложение двух указателей не дает какого-нибудь
полезного результата (даже после деления на 2) и в действительности
является незаконным. эту формулу надо заменить на
MID = LOW + (HIGH-LOW) / 2
в результате которой MID становится указателем на элемент,
расположенный посередине между LOW и HIGH.
Вам также следует разобраться в инициализации LOW и
HIGH. указатель можно инициализировать адресом ранее определенного
объекта; именно как мы здесь и поступили.
В функции MAIN мы написали
FOR (P=KEYTAB; P " KEYTAB + NKEYS; P++)
Если P является указателем структуры, то любая арифметика с
P учитывает фактический размер данной структуры, так что P++
увеличивает P на нужную величину, в результате чего P указывает
на следующий элемент массива структур. Но не считайте,
что размер структуры равен сумме размеров ее членов, - из-за
требований выравнивания для различных объектов в структуре
могут возникать "дыры".
И, наконец, несколько второстепенный вопрос о форме записи
программы. Если возвращаемая функцией величина имеет
тип, как, например, в
STRUCT KEY *BINARY(WORD, TAB, N)
То может оказаться, что имя функции трудно выделить среди
текста. В связи с этим иногда используется другой стиль записи:
STRUCT KEY *
BINARY(WORD, TAB, N)
Это главным образом дело вкуса; выберите ту форму, которая
вам нравится, и придерживайтесь ее.
6.5. Структуры, ссылающиеся на себя
Предположим, что нам надо справиться с более общей задачей,
состоящей в подсчете числа появлений всех слов в некотором
файле ввода. Так как список слов заранее не известен,
мы не можем их упорядочить удобным образом и использовать
бинарный поиск. Мы даже не можем осуществлять последовательный
просмотр при поступлении каждого слова, с тем чтобы установить,
не встречалось ли оно ранее; такая программа будет
работать вечно. (Более точно, ожидаемое время работы растет
как квадрат числа вводимых слов). Как же нам организовать
программу, чтобы справиться со списком произвольных слов?
Одно из решений состоит в том, чтобы все время хранить
массив поступающих до сих пор слов в упорядоченном виде, помещая
каждое слово в нужное место по мере их поступления.
OДнако это не следует делать, перемещая слова в линейном
массиве, - это также потребует слишком много времени. Вместо
этого мы используем структуру данных, называемую доичным деревом.
Каждому новому слову соответствует один "узел" дерева;
каждый узел содержит:
указатель текста слова
---------------------------------------------------------------------------
счетчик числа появлений
---------------------------------------------------------------------------
указатель узла левого потомка
---------------------------------------------------------------------------
указатель узла правого потомка
---------------------------------------------------------------------------
Никакой узел не может иметь более двух детей; возможно отсутсвие
детей или наличие только одного потомка.
Узлы создаются таким образом, что левое поддерево каждого
узла содержит только те слова, которые меньше слова в
этом узле, а правое поддерево только те слова, которые больше.
Чтобы определить, находится ли новое слово уже в дереве,
начинают с корня и сравнивают новое слово со словом, хранящимся
в этом узле. Если слова совпадают, то вопрос решается
утвердительно. Если новое слово меньше слова в дереве, то
переходят к рассмотрению левого потомка; в противном случае
исследуется правый потомок. Если в нужном направлении потомок
отсутствует, то значит новое слово не находится в дереве
и место этого недостающего потомка как раз и является местом,
куда следует поместить новое слово. Поскольку поиск из
любого узла приводит к поиску одного из его потомков, то сам
процесс поиска по существу является рекурсивным. В соответствии
с этим наиболее естественно использовать рекурсивные
процедуры ввода и вывода.
Возвращаясь назад к описанию узла, ясно, что это будет
структура с четырьмя компонентами:
STRUCT TNODE \( /* THE BASIC NODE */
CHAR *WORD; /* POINTS TO THE TEXT */
INT COUNT
...Поділитися у соцмережах
