Фундаментальные алгоритмы и структуры данных в Delphi

{$IFDEF Delphi1}

var

DosError : word;

Handle : THandle;

begin

Handle := FStream.Handle;

asm

mov ah, $68

mov bx, Handle

call D0S3Call

jc @@Error

xor ax, ax

@6Error:

mov DosError, ax

end;

if (DosError <> 0) then

rsError(tdeRSFlushError, 'Flush', DosError)

end;

{$ENDIF}

{$IFDEF Delphi2Plus}

begin

if not FlushFileBuffers (FStream.Handle) then

rsError(tdeRSFlushError, 'Flush', GetLastError)

end;

{$ENDIF}

В приведенном коде присутствует перекрытый метод Flush, который сбрасывает данные в дескриптор, связанный с файловым потоком, содержащим постоянный массив. Реализации для Delphi1 и для 32-битных версий будут отличаться, поскольку процесс сброса данных в дескриптор в этих версиях различен.

Полный код класса TtdRecordStream можно найти на Web-сайте издательства, в разделе материалов. После выгрузки материалов отыщите среди них файл TDRecFil.pas.

Резюме

Эта глава была посвящена массивам - одной из фундаментальных структур данных. Были описаны их достоинства (доступ к отдельным элементам составляет O(1), поддерживается локальность ссылок) и недостатки (вставка и удаление элементов относятся к операциям класса О(n)). Приведена реализация класса массива TtdRecordList. Затем был подробно рассмотрен стандартный класс TList и его простой дочерний класс TtdObjectList.

Кроме того, мы познакомились с реализацией постоянных массивов в форме потока записей. Был приведен пример реализации класса постоянных массивов, TtdRecordStream, который позволяет выполнять чтение, запись и удаление отдельных записей.

Глава 3. Связные списки, стеки и очереди

Как и массивы, связные списки представляют собой универсальную структуру данных, широко используемую многими программистами. Однако, в отличие от массивов, связные списки не входят в состав стандартного языка Object Pascal. Тем не менее, в Object Pascal создать связный список достаточно просто. Все что для этого нужно - наличие в составе языка указателя, хотя фактически могут использоваться и классы или объекты.

На основе связных списков можно легко организовать стеки и очереди - еще две простые, но эффективные структуры данных. Несмотря на то что они, на первый взгляд, не имеют ничего общего со связными списками, их можно написать на базе односвязных списков. И, как мы увидим чуть позже, иногда удобнее реализовать стеки и очереди на базе массивов, а не связных списков.

Начнем наше рассмотрение со связного списка и операций, которые такой список должен поддерживать.

Односвязные списки

По своей сути связный список (linked list) представляет собой цепочку элементов или объектов с некоторыми описаниями (обычно называемых узлами). При этом каждый элемент содержит указатель, указывающий на следующий элемент в списке. Такая структура данных называется односвязным списком (singly linked list) - каждый элемент имеет только одну ссылку или указатель на следующий элемент. Сам список начинается с первого узла, от которого путем последовательных переходов по ссылкам можно обойти все остальные узлы. Обратите внимание, что определение связного списка отличается от определения массива, для которого следующий элемент находится в памяти рядом с предыдущим. В связном списке элементы могут быть разбросаны по разным местам памяти, а их порядок определяется ссылками.

Рисунок 3.1. Односвязный список

А каким образом помечается конец списка? Самый простой способ - установить указатель ссылки в последнем элементе списка равным nil. Это будет означать, что следующий элемент отсутствует. Второй способ - ввести специальный узел, называемый конечным узлом, и установить так, чтобы ссылка последнего узла указывала на этот узел. И третий способ - установить так, чтобы ссылка последнего узла указывала на первый элемент. В этом случае мы получим круговой связный список.

А теперь рассмотрим, чем же связный список отличается от массива. Первое, что нужно отметить, - размер связного списка можно не устанавливать. Для массива нам всегда было нужно заранее знать, сколько элементов будет в нем храниться (чтобы можно было статически распределить непрерывный участок памяти) или разработать некоторую схему расширения массива (или его сокращения), чтобы массив мог разместить большее (или меньшее) количество элементов. В связном списке каждый узел является отдельным элементом. И в простых случаях распределение памяти под каждый узел выполняется отдельно. При необходимости добавления в список нового элемента под него распределяется память, а затем элемент просто на него устанавливается ссылка из списка. При удалении узла нужно всего лишь удалить ссылки на него и освободить занимаемую им память.

Хорошо. Если связный список настолько удобен, почему бы его не использовать вместо массива? В чем состоят его недостатки? Первый, хотя и незначительный, состоит в том, что каждый элемент связного списка должен содержать указатель на следующий элемент. Таким образом, чтобы вставить элемент в список, его реальный размер необходимо увеличить на размер указателя (в настоящее время это 4 байта).