IMPLEMENTIERUNG - ARRAY, OPERATIONEN FÜR LISTT 1
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Informatik 1, Listen WS 2004 IMPLEMENTIERUNG - ARRAY, OPERATIONEN FÜR LISTT1 Informatik 1, Listen WS 2004 OPERATIONEN FÜR ITERATORT2 private class ArrayListIteratorT implements IteratorT protected int current = NIL; Operationen (1) void clear() (6) size := 0 (2) (8) (9) (10) falls genügend freier Platz (n+m ≤ maxSize) D Umspeichern der Elemente der anzuhängenden Liste 0(1) boolean hasPrev() return (current ≠ NIL AND current ≠ 0) 0(1) 0(n) (11) void prev() falls current ≠ NIL: current -- (12) (13) O(1) setToIndex(int i) setze current auf i 1. skizziert, nicht ausprogrammiert 0(1) Iterator copy() erzeuge einen neuen gleichwertigen Iterator [email protected] 0(1) void next() falls noch nicht Listenende erreicht: current ++ sonst: current := NIL void connect(ListT l) 0(1) boolean hasMore() return (current ≠ NIL) 0(1) 0(1) void last() falls die Liste nicht leer: current := size - 1 0(1) void append(ElemT e) if ( size < maxSize ) then contents [size] := e; size ++ endif (5) (7) int length() return (size) (4) 0(1) void first() falls die Liste nicht leer: current := 0 boolean isEmpty() return (size = 0) (3) 0(1) O(1) 2. lokale Klasse innerhalb ArrayListT 2.1 - 1 / 8 [email protected] 2.1 - 2 / 8 Informatik 1, Listen WS 2004 ITERATOR-GESTEUERTE LISTENOPERATIONEN Informatik 1, Listen WS 2004 HAUPTNACHTEILE • Einfügen und Löschen sind relativ teuer (hier O(n)); (14) return ( new ArrayListIteratorT() ) (15) in Java kann jedoch bei Bedarf dynamisch ein größeres Array allokiert werden; -> das ist dann jedoch sehr aufwendig ! $ VERKETTET GESPEICHERTE LISTEN 0(1) void delete (IteratorT it) die Array-Elemente rechts vom gelöschten Element (aval(it)+1, ... , an) um eine Position nach links rücken; size -- (19) 0(n) • gesamte Speicherbereich fest reserviert (d. h. kein dynamisches Wachsen/Schrumpfen); ElemT retrieve (IteratorT it) falls Iterator definiert, direkter Zugriff möglich: return ( contents [it.current] ) (18) 0(n) void locate (IteratorT it, ElemT e) sequentielle Suche nach e ab der Iterator-Position (17) 0(1) void insert (IteratorT it, ElemT e) falls noch Platz: size ++; aval(it), ... , an um eine Position nach rechts; e in Lücke ablegen (16) • maximale Listengröße (relativ) fest eingestellt; IteratorT getIterator() 0(n) void replace (IteratorT it, ElemT e) falls Iterator definiert: contents [it.current] := e 0(1) Anmerkung: • Die direkte Implementierung von replace ist effektiver (0(1)) als die indirekte Implementierung über delete und insert (0(n)). • allg. Suche benötigt O(n); für sortierte Folgen gibt es effektivere Verfahren mit O(log n); [email protected] 2.1 - 3 / 8 [email protected] 2.1 - 4 / 8 Informatik 1, Listen WS 2004 IMPLEMENTIERUNG - POINTERLIST1T, OPERATIONEN FÜR ITERATORT Informatik 1, Listen POINTERLIST1T, HAUPTNACHTEILE private class PointerList1IteratorT implements IteratorT protected NodeT current = NULL; • i. allg. müssen viele Spezialfälle unterschieden werden -> leere Liste, Listenende; (6) • bei Operationen, die sich auf das Listenende beziehen (append, connect, last) muß man sich zunächst bis zum Listenende durchhangeln; -> O(n) void first() current := anchor; (7) 0(1) void last() Listenende suchen (8) WS 2004 0(n) Bei den folgenden Implementierungen entfallen diese Schwierigkeiten teilweise boolean hasMore() current ≠ NULL 0(1) • eine dummy-Klammerung reduziert die Spezialfälle • Zeiger zum Listenende reduziert die Komplexität (9) void next() if ( current.next ≠ NULL ) then current = current.next else current := NULL endif (10) 0(1) -> current := current.next boolean hasPrev() es gibt einen Vorgänger, falls current nicht auf das 1. Listenelement (wie der Anker) zeigt: (current ≠ anchor AND current ≠ NULL) (11) 0(n) Iterator copy() erzeuge einen neuen gleichwertigen Iterator (13) POINTERLIST3T POINTERLIST4T void prev() aufwendig; mit einem Hilfszeiger p: 1. suche nach p.next = current; 2. current := p (12) 0(1) $ POINTERLIST2T O(1) setToIndex(int i) i-te Listenelement durch abzählen suchen [email protected] O(n) 2.1 - 5 / 8 [email protected] 2.1 - 6 / 8 Informatik 1, Listen WS 2004 Informatik 1, Listen WS 2004 IMPLEMENTIERUNG - POINTERLIST2T IMPLEMENTIERUNG - POINTERLIST3T • Liste mit Start- und Stop-Dummy-Element • Liste mit Start- und Stopp-Dummy-Element; • Position p -> Zeiger auf Knoten ap • Position p -> Zeiger auf Knoten, dessen next-Komponente einen Zeiger auf den Knoten mit dem Element ap enthält Stop Start Position p Stop Start Position p ? a1 ... ap ... an ? ? [email protected] 2.1 - 7 / 8 a1 ... [email protected] ap-1 ap ... an ? 2.1 - 8 / 8
