Mavzu: Konteynerlar bilan ishlaydigan algoritimlar

Mavzu: Konteynerlar bilan ishlaydigan algoritimlar
KIRISH.
I. BOP.” KONTEYNERLAR BILAN ISHLASH
1.1 ‘’C++ dasturlash tilida STL bilan tanishish’’
1.2’’ Algoritmlar’’
1.3. ‘’Iteratorlar.’’
II. BOP. ‘’ C++ dasturlash tilida xususiy konteynerlar yaratish’’
3.1.’’Xulosa’’
3.2.’’Amaliy ish’’
3.3 ‘’Foydanilgan adabiyotlar’’
Konteynerlar (containers) – bu boshqa elementlarni saqlovchi ob’ektlar.
Masalan, vektor, chiziqli ro‘yxat, to‘plam.
Umumlashgan yoki unifikasiyalangan dasturlashning maqsadi tartiblash
kabi ko‘p qo‘llaniluvchi algoritmlar va sinflar saqlanuvchi universal
kutubxonalar yaratish orqali dasturlash jarayonini avtomatlashtirishdan
iboratdir. Shu bilan birga, bu kutubxonaga kiruvchi funksiyalar universal
xarakterga ega bo‘lishi, ya’ni ixtiyoriy turdagi ma’lumotlar ustida amallar
bajarish imkonini berishi lozim.
Shablonlarga asoslangan umumlashgan dasturlashga misol Stepanov
va Target tomonidan yaratilgan va C++ tili standartiga kiritilgan STL (Standart
Template Library) kutubxonasidir. Kutubxona yadrosi uchta elementdan iborat:
Konteynerlar,
Algoritmlar
Iteratorlar.
Konteynerlar — bu boshqa elementlarni saqlash uchun mo‘ljallangan sinflar
shablonlaridir. Konteynerlar asosiy xususiyati shundaki ular ixtiyoriy tipdagi
elementlarni o‘zida saqlash uchun mo‘ljallangan. To‘g‘rirog‘i, har bir tur uchun
shablon nusxasi kerak bo‘lganda, kompilyator tomonidan avtomatik tarzda
yaratiladi. Algoritmlar konteyner elementlari ustidan operasiyalar bajaradi.
Bibliotekada qidirish, saralash va almashtirish uchun algoritmlar mavjud.
Algoritmlar elementlar ketma_ketligi bilan ishlash uchun mo‘ljallangan.
Algoritmlar asosiy xususiyati shuki ular ixtiyoriy konteynerlar bilan ishlay
oladi.
Konteynerlar asosiy va hosila konteynerlarga ajratiladi. Asosiy
konteynerlarga quyidagilar kiradi:
• vector — dinamik massiv
• list — chiziqli ro‘yxat
• deque — ikki tarafli tartib
• set — to‘plam
• multiset — har bir elementi noyob bo‘lishi shart emas to‘plam
• map — kalit/ qiymat juftlikni saqlash uchun assosiativ ro‘yxat. Bunda har bir
kalit bitta qiymat bilan bog‘langan.
• multimap — har bir kalit bilan ikkita yoki ko‘proq qiymatlarbog‘langan
Hosila konteynerlarga quyidagilar kiradi:
• stack — stek
• queue — tartib
• priority_queue — prioritetli tartib
STL kutubxonasidagi standart shablonlardan foydalanish uchun kerakli
header fayllarni dasturga ulash lozim.
vector
Birinchi bo’lib STL dagi vector bilan ishlaymiz. Buning uchun vector
header faylini dasturga ulaymiz.
Vector tipidagi o’zgaruvchi yaratamiz. Buning uchun
vector var_name
Bu yerda
type – vector tarkikibiga kiruvchi o’zgaruvchilarning toifasi
var_name – vectorning nomi
STL kutubxonasidagi maxsus vectorning ichiga ma’lumot qo’shish uchun
quyidagi funksiyadan foydalaniladi.
push_back( value )
- value –vectorga qo’shiluvchi qiymat
#include
#include
using namespace std;
int main()
{
vector vc; // vectorni e’lon qilish
int a;
cin>>a;
vc.push_back(a);
while(a)
{
cin>>a;
vc.push_back(a);
}
for(int i=0;i
cout << vc[i] << endl;
return 0;
}
Ro’yxat
STL kutubxonasidagi list konteyneri bilan ishlash. Buning uchun eng
avvalo list header faylini dasturimizga ulaymiz.
List tipidagi o’zgaruvchini yaratish:
list list_name;
STL kutubxonasidagi maxsus vectorning ichiga ma’lumot qo’shish uchun
quyidagi funksiyalardan foydalaniladi.
push_back( value ) – listning oxiriga qo’shish
push_front( value ) – listning boshiga qo’shish
List elementlariga murojatni amalga oshirish uchun iteratorlardan
foydalanish zarur. Iteratorlar — bu konteyner hamma elementlarini ko‘rib chiqish va qayta
ishlashga imkon beruvchi obyektlardir. Iteratorlar algoritmlar universalligini
ta’minlovchi asosiy vositadir.
Iteratorlardan foydalanish uchun ma’lum list konteyneriga most
iteratorlar yaratish lozim.
list::iterator iterator_name
#include
#include
using namespace std;
int main()
{
list lst;
lst.push_back(12);
lst.push_back(23);
lst.push_front(44);
list::iterator it;
for(it=lst.begin();it!=lst.end();it++)
cout<<*it<<="" p="">
return 0;
}
LIFO (Last in first out) ya'ni navbatning oxirgi bo’lib kirgan elеmеntiga
birinchi bo’lib xizmat ko’rsatiladi. Bu eng ko’p ishlatiladigan ma'lumotlar tuzilmalaridan biri bo’lib, turli xil masalalarni hal qilishda ancha qulay va
samarali xisoblanadi. Xizmat ko’rsatishni kеltirilgan tartibiga ko’ra, stackda
faqatgina bitta pozitsiyaga murojaat qilish mumkin. Bu pozitsiya stackning uchi
dеyilib unda stackka vaqt bo’yicha eng oxirgi kеlib tushgan elеmеnt nazarda
tutiladi. Biz stackga yangi elеmеnt kiritsak, bu elеmеnt oldingi stack uchida
turgan elеmеnt ustiga joylashtiriladi xamda stackni uchida joylashib qoladi.
Elеmеntnifaqatgina stack uchidan tanlash mumkin; bunda tanlangan elеmеnt
stackdan chiqarib tashlanadi va stack uchini esa chiqarib tashlangan elеmеntdan
bitta oldin kеlib tushgan elеmеnt tashkil qilib qoladi. (bunday tuzilmaga
ma'lumotlarga chеklangan murojaat tuzilmasi dеyiladi)
Stack ko’rinishidagi konteynerlar bilan ishlash. Buning uchun stack
header faylini dasturga ulash lozim.
Stack ustida amalga oshiriladigan amallar:
1. PUSH( i ) - stackga elеmеnt kiritish, i - stackga kiritiladigan elеmеnt;
2. POP ( ) - stackdan elеmеntni tanlash. Elеmеnt tanlanayotganda o’zi egallab
turgan ishchi xotiraga joylashtiriladi;
3. EMPTY ( ) - stackni bo’sh yoki bo’sh emasligini tеkshirish (true - bo’sh,
false bo’sh emas);
4. TOP ( ) - stack yuqori elеmеntini o’chirmasdan o’qish.
Stack tipidagi o’zgaruvchini quydagicha e’lon qilishimiz lozim.
stack stack_name;
#include
#include
using namespace std;
int main()
{
stack sc;
sc.push(12);
sc.push(33);
sc.push(66);
while(!sc.empty())
{
cout<
sc.pop();
}
}
C++ dasturlash tilida xususiy konteynerlar yaratish
Ma’lumotlar konteynerlarini yaratishda C++ tilining C tilidan meros
qilib olgan structuralardan foydalaniladi. Dasturlash tillaridagi imkoniyatlari
ichida C/C++ tillining ko’rsatkichlar bilan ishlash imkoniyati yuqori hisoblanadi
shuning uchun biz ma’lum konteynerlarni o’zimiz xotiraga bevosita murojat
qilish orqali yaratishimiz mumkin.
Ma’lumotlar konteynerlarini yaratishda quyidagi konteynerlarni ko’rib
chiqamiz.
Stack
Navbat
Ro’yxat
Binar daraxt (Binary tree)
Dastur yechimi
STACK ko’rinishidagi konteyner
#include
#include
#include
#include
using namespace std;
struct Node//stack uchun kontener
{
int info;
Node *pointer;
};
Node *first(int d);//birinchi elementni qo'shish void push(Node **top, int d);//yangi element qo'shish
int pop(Node **top);//elementni o'chirish
int main()
{
Node *top =first(1);
for(int i=2;i<6;i++) push(&top,i);
while(top)
{ cout<
cout<
}
return 0;
}
Node *first(int d)
{
Node *pv=new Node;//yangi kontener yaratish
pv->info=d;//yangi kontenerni ma'lumot yacheykasiga d ma'lumotni
qo'yamiz
pv->pointer=0;//keyingi element hali yo'q nol gs tenglaymiz
return pv;//kontener addressini qaytaramiz
}
void push(Node **top, int d)
{
Node *pv=new Node;//yangi kontener yaratish
pv->info=d;//yangi kontenerni ma'lumot yacheykasiga d ma'lumotni qo'yamiz
pv->pointer=*top;////yangi kontenerni keyingi oldigi kontener bilan bog'laymiz
*top=pv;//stack boshiga yangi elemntni qo'yamiz
}
int pop(Node **top)
{
int temp=(*top)->info;//kontenerdagi ma'lumotni tempga olamiz
Node *pv=*top;//yangi kontenerga stack boshini beramiz
*top=(*top)->pointer;//stack boshini keyingi elementga o'tkazib
delete pv;//dinamik ajratilgan joyni o'chiramiz
return temp;//ma'lumotni qaytaramiz
}
Navbat ko’rinishidagi konteyner
#include
#include
using namespace std;
struct Node//navbat uchun kontener
{
int d;
Node *pointer;
};
Node* first(int d);//birinchi elementni qo'shish
void add(Node **pend, int d);//yangi element qo'shish
int remove_items(Node **pbegin);//elementni o'chirish
int main()
{
Node *pbeg=first(1);
Node *pend=pbeg;
printf("%p\n",pbeg);
for(int i=2;i<6;i++) add(&pend,i);
while(pbeg)
cout<
return 0;
}
Node *first(int d) {
Node *pv=new Node;//yangi kontener yaratish
pv->d=d;//yangi kontenerni ma'lumot yacheykasiga d ma'lumotni qo'yamiz
pv->pointer=0;//keyingi element hali yo'q nol gs tenglaymiz
return pv;//kontener addressini qaytaramiz
}
void add(Node **pend,int d)
{
Node *pv=new Node;//yangi kontener yaratish
pv->d=d;//yangi kontenerni ma'lumot yacheykasiga d ma'lumotni qo'yamiz
pv->pointer=0;//keyingi element hali yo'q nol gs tenglaymiz
(*pend)->pointer=pv;//oldingi elementni keyingisiga yangi kontenerni ko'rsatamiz
*pend=pv;//oxirgi element yangi kontener bo'ladi
}
int remove_items(Node **pbegin)
{
int temp=(*pbegin)->d;//kontenerdagi ma'lumotni tempga olamiz
Node *pv=*pbegin;//yangi kontenerga navbat boshini beramiz
*pbegin=(*pbegin)->pointer;//navbat boshini keyingi elementga o'tkazib
delete pv;//dinamik ajratilgan joyni o'chiramiz
return temp;//ma'lumotni qaytaramiz
}
Ro’yxat ko’rinishidagi konteyner
#include // Ro'yxat
using namespace std;
struct Node//Ma'lumot saqlovchi kontener
{
int data;//saqlanadigan ma'lumot
Node *prev;//oldingi elementga ko'rsatkich
Node *next;//keyingi elementga ko'rsatkich
};
Node* first(int d);//ro'yxatni birinchi elementini qo'shish
void add(Node **pend, int d);//yangi element qo'shish
Node *finder(Node *const pbeg,int key);//ro'yxatdan kalit bo'yicha qidirish
bool removed(Node **pbeg,Node **pend,int key);//berilgan kalit bo'yicha o'chirish
Node *inserted(Node *const pbeg, Node **pend,int key,int d);//berilgan kalitdan
keyinga qo'shish
int main()
{
Node *pbeg=first(1);//ro'yxatni birinchi elementini qo'shib uning addresini olish
Node *pend=pbeg;//birinchi element qo'shilganda oxirgisi ham o'zi bo'ladi
for(int i=2;i<6;i++) add(&pend,i);//yangi element qo'shish
Node *pv=pbeg;
while(pv)//ro'yxat elementlarini chiqarish
{
cout<
data<< " ";
pv=pv->next;
}
}
Node* first(int d)
{
Node *pv=new Node;//yangi kontener yaratish
pv->data=d;//kontenerni data yacheykasiga d ma'lumotni qo'shish
pv->next=0;//birinchi element uchun keyingi element bo'lmaydi
pv->prev=0;//birinchi element uchun oldingi element bo'lmaydi
return pv;// kotener addresini qaytarish
}
void add(Node **pend, int d)
{
Node *pv =new Node;//yangi kontener yaratish
pv->data=d;//yangi kontenerni ma'lumot yacheykasiga d ma'lumotni qo'yamiz
pv->next=0;//kontenerni keyingi kontenerga ko'rsatkichi nol
pv->prev=*pend;//oldingi kontenerni yangi kontener bilan ulaymiz (*pend)->next=pv;//oldingi kontenerni keyingi kontener bilan ulaymiz
*pend=pv;//ro'yxat oxiriga yangi kontenerni qo'shamiz
}
Node *finder(Node *const pbeg,int key)
{
Node *pv=pbeg;
while(pv)
{
if(pv->data==key) break;//kontenerni ma'lumot yacheykasi berilgan
kalitga to'g'ri kelsa sikl to'xtaydi
pv=pv->next;//kontenerni keyingi kontener bilan bog'laymiz
}
return pv;// topilgan kontenerni addresini qaytaramiz
}
bool removed(Node **pbeg,Node **pend,int key)
{
if(Node *pkey=finder(*pbeg,key))//berilgan kalit bo'yicha qidirib
addressni olamiz
{
if(pkey==*pbeg)//berilgan address ro'yxat boshi bo'lsa
{
*pbeg=(*pbeg)->next;//ro'yxatni boshini ikkinchi element bilan
almashtiramiz
(*pbeg)->prev=0;//ikkinchi elementdan oldingisini nolga
aylantiramiz
}
else if(pkey==*pend)//agar ro'yxat oxiri bo'lsa
{
*pend=(*pend)->prev;//oxirgi elementni bitta oldingi element
bilan almashtiramiz
(*pbeg)->next=0;//oxirgi elementdan keyingi element mavjud
bo'lmaydi nolga aylantiramiz
}
else//ro'yxat o'rtasida bo'lsa
{
(pkey->prev)->next=pkey->next;
(pkey->next)->prev=pkey->prev;
}
delete pkey;//dinamik ajratilgan joyni o'chirib
return true;// amal bajarilgani uchun true qaytadi }
return false;//aks holda false
}
Node *inserted(Node *const pbeg,Node **pend,int key,int d)
{
if(Node *pkey=finder(pbeg,key))
{
Node *pv =new Node;
pv->data=d;
pv->next=pkey->next;
pv->prev=pkey;
pkey->next=pv;
if(pkey!=*pend)(pv->next)->prev=pv;
else *pend=pv;
return pv;
}
return 0;
}
Binar daraxt ko’rinishidagi ma’lumotlar konteynerini yaratish.
Daraxt - bu chiziqsiz bog’langan ma'lumotlar tuzilmasidir.
Daraxt o’zining quyidagi bеlgilari bilan tasniflanadi:
- daraxtda shunday bitta elеmеnt borki, unga boshqa elеmеntlardan
murojaat yo’q. Mazkur elеmеntga daraxt ildizi dеyiladi;
- daraxtda ixtiyoriy elеmеntga chеkli sondagi ko’rsatkichlar yordamida
murojaat qilish mumkin;
- daraxtning har bir elеmеnti faqatgina o’zidan oldingi kеlgan bitta
elеmеnt bilan bog’langan. Daraxtning har bir tuguni oraliq yoki tеrminal
(barg) bo’lishi mumkin. Yuqoridagi chizmada M1, M2 - oraliq, A, B, C, D, E -
barglardir. Tеrminal tugunning o’ziga xos tasnifi uning shoxlari
yo’qligidir.
Balandlik - bu daraxt bosqichi soni. Yuqoridagi chizmadagi daraxt
balandligi ikkiga tеng.
Daraxt tugunlaridan chiqayotgan shohlar soni tugundan chiqish darajasi
dеyiladi (Kеltirilgan chizmada M1 uchun chiqish darajasi 2, M2 uchun esa 3 ga
tеng). Daraxtlar chiqish darajasi bo’yicha sinflarga ajratiladi:
1) agar maksimal chiqish darajasi m bo’lsa, u holda bunday daraxt m-chi
tartibli daraxt dеyiladi;
2) agar chiqish darajasi 0 yoki m bo’lsa, u holda to’liq m-chi tartibli daraxt
bo’ladi;
3) agar maksimal chiqish darajasi 2 bo’lsa, u holda bunday daraxt binar
daraxt dеyiladi;
4) agar chiqish darajasi 0 yoki 2 bo’lsa, u holda to’liq binar daraxt dеyiladi.
#include
using namespace std;
struct Tree
{
int node;
Tree *left;
Tree *right;
};
Tree *first(int d)
{
Tree *pv=new Tree;
pv->node=d;
pv->left=NULL;
pv->right=NULL;
return pv;
}
Tree *search_insert(Tree *root, int d)
{
Tree *pv=root,*prev;
bool found=false;
while(pv&&!found)
{
prev=pv;
if(d==pv->node) found=true;
else if(d
node) pv=pv->left;
else pv=pv->right;
}
if(found) return pv;
Tree *pnew=new Tree;
pnew->node=d;
pnew->left=pnew->right=NULL;
if(d
node)
prev->left=pnew;
else prev->right=pnew;
return pnew;
}
void print_tree(Tree *p,int level)
{
if(p) {
print_tree(p->left,level+1);
for(int i=0;i
cout<
node<<="" p="">
print_tree(p->right,level+1);
}
}
void print(Tree *root)
{
if(root)
{
cout
print(root->left);
print(root->right);
cout<<="" p="">
}
}
int main()
{
int a;
cin>>a;
Tree *root=first(a);
cin>>a;
while(a)
{
search_insert(root,a);
cin>>a;
}
print_tree(root,0);
cout<<="" p="">
return 0;
}
|