Tworzenie własnej listy dwukierunkowej

Stronę tą wyświetlono już: 11720 razy

Na podstawie informacji omówionych na stronie Programowanie → Podstawy C++ → Struktury można już stworzyć pierwszą konstrukcję listy dwukierunkowej, która umożliwia w znacznie szybszy sposób dynamiczne dodawanie i usuwanie nowych elementów listy. Na początek wykorzystam strukturę typu student, która była już wcześniej wykorzystywana:

Listing 1

struct student
{
char Nazwisko[100];
char Imie[100];
float MatematykaOcena;
float FizykaOcena;
};

Potrzebna będzie jeszcze jedna klasa, która wykorzysta strukturę typu student do przechowywania informacji dotyczących studenta oraz będzie miała dwa pola wskaźników do struktury tego samego typu. Pierwszy wskaźnik s_up będzie wskazywał na element znajdujący się powyżej bieżącego elementu listy, drugi s_dwon będzie wskazywał na element znajdujący się poniżej bieżącego elementu listy. Teraz gdy dany element listy nie ma pod sobą żadnego elementu to jego wskaźnik s_down będzie równy 0. Ogólna definicja klasy jest więc taka:

Listing 2

struct lista_studentow
{
lista_studentow *s_up; // Wskaźnik na górny element listy (gdy elementu nie ma równe 0)
student s; // Dane studenta
lista_studentow *s_down;// Wskaźnik na dolny element listy (gdy elementu nie ma równe 0)
};

Do wykonywania poszczególnych operacji przyda się funkcja wczytująca dane dodawanego studenta:

Listing 3

void UstawStudenta(lista_studentow &st){ // funkcja ustawiająca elementy listy
cout<<"Podaj nazwisko studenta: ";
cin>>st.s.Nazwisko;
cout<<"Podaj imie studenta: ";
cin>>st.s.Imie;
cout<<"Ocena koncowa z matematyki: ";
cin>>st.s.MatematykaOcena;
cout<<"Ocena koncowa z fizyki: ";
cin>>st.s.FizykaOcena;
}

Teraz wypadałoby utworzyć funkcję dodającą elementy do listy studenta:

Listing 4

void DodajStudenta(lista_studentow **s /*pobiera wskaźnik do adresu pierwszego elementu listy dwukierunkowej*/){
lista_studentow* t = *s; // tymczasowa zmienna pomocnicza, do której przypisany zostanie adres pierwszego elementu listy
if(*s){ // jeżeli adres pierwszego elementu listy nie jest równy 0 to
lista_studentow* st = new lista_studentow; // utwórz nowy element listy
UstawStudenta(*st); // ustaw jego wartości
while(t->s_down){ // tutaj znajdowanie ostatniego elementu listy
t = t->s_down;
}
st->s_up = t; // przypisanie polu s_up nowego elementu listy adresu ostatniego elementu listy
st->s_down = 0; // przypisanie polu s_down nowego elementu listy wartości zero (ponieważ stanie się on ostatnim elementem listy)
t->s_down = st; // przypisanie staremu ostatniemu elementowi listy adresu nowego ostatniego elementu listy
}else{ // w przeciwnym przypadku, gdy lista jest pusta to
*s = new lista_studentow; // utwórz nowy element listy
UstawStudenta(**s); // ustaw go
(*s)->s_up = NULL; // wyzerowanie adresu wskaźnika s_up
(*s)->s_down = NULL; // wyzerowanie adresu wskaźnika s_down
}
}

Funkcja usuwająca dany element listy:

Listing 5

void UsunStudenta(lista_studentow **s/*wskaźnik na adres pierwszego elementu listy*/, int index /*numer elementu usuwanego*/){
if(*s && index > -1){ // jeżeli index jest większy od zera i wskaźnik na pierwszy element listy nie jest zerowy to
lista_studentow *indx = *s; // tworzę kopię adresu wskazania na pierwszy element listy
for(int i = 1; i <=index; i++){ // tutaj szukam indeksu o podanym numerze
indx = indx->s_down;
}
if(!indx->s_up && !indx->s_down){ // jeżeli oba wskaźniki s_up i s_down są zerowe to
delete indx; // usuwam index
*s = 0; // przypisuję zerowy adres wskazania do listy (lista pusta)
}else if(index == 0){ // gdy index usuwanego elementu równy 0 to
*s = (*s)->s_down; // przypisanie adresu wskazania na element znajdujący się pod wskaźnikiem s_down
delete indx; // zwolnienie pamięci
indx = 0;
}else if(indx->s_up && indx->s_down){ // gdy dany element listy ma nad i pod sobą elementy listy to
indx->s_up->s_down = indx->s_down; // przypisywanie adresu dla górnego elementu
indx->s_down->s_up = indx->s_up; // przypisywanie adresu dla dolnego elementu
delete indx; // zwalnianie pamięci
indx = 0;
}else if(!indx->s_down){ // gdy element listy nie ma pod sobą żadnego elementu listy to
indx->s_up->s_down = 0; // element górny musi mieć przypisany adres zerowy
delete indx; // zwalniam pamięć
indx = 0;
}
}
}

Przydałaby się jeszcze funkcja, która wypisze wszystkie elementy listy na ekranie:

Listing 6

void WypiszStudentow(lista_studentow *s){
if(s){
cout<<"=========================================================\n";
do{
cout<<"Podaj nazwisko studenta: "<<s->s.Nazwisko<<endl;
cout<<"Podaj imie studenta: "<<s->s.Imie<<endl;
cout<<"Ocena koncowa z matematyki: "<<s->s.MatematykaOcena<<endl;
cout<<"Ocena koncowa z fizyki: "<<s->s.FizykaOcena<<endl;
cout<<"=========================================================\n";
s = s->s_down;
}while(s);
}
}

Ostania funkcja do zwalniania całej pamięci (czyli usuwania wszystkich elementów listy):

Listing 7

void ZwolnijPamiec(lista_studentow **s/*wskaźnik do adresu pierwszego elementu listy*/){
lista_studentow *temp; // zmienna pomocnicza
while(*s){ // dopóki s nie wskazuje na zerowy adres pamięci
temp = (*s)->s_down; // przepisywanie pamięci elementu o 1 pozycję niżej niż *s
delete (*s); // zwalnianie pamięci
*s = temp; // przypisywanie adresu poprzednio zapamiętanej
}
}

Pora zrobić coś z tym i utworzyć sobie przykładową listę dwukierunkową:

Listing 8

int main(){
lista_studentow *s = 0; // wskaźnik na pierwszy element listy
DodajStudenta(&s); // dodawanie pierwszego studenciaka
DodajStudenta(&s); // drugiego
DodajStudenta(&s); // trzeciego
WypiszStudentow(s); // wypisywanie studenciaków
cout<<endl<<"Usuwanie studenta"<<endl;
UsunStudenta(&s,1); // usuwanie studenciaka o indeksie 1
WypiszStudentow(s); // znów wypisywanie
ZwolnijPamiec(&s); // zwalnianie pamięci
WypiszStudentow(s); // wypisywanie (żeby sprawdzić czy zwolniło)
if(!s) // to też oznacza zwolnienie pamięci
cout<<"Zwolniono pamiec";
cout<<"Wcisnij enter, aby zamknac program...";
cin.get();
return 0;
}

Na koniec warto by było jeszcze funkcję napisać, która oblicza liczbę elementów w liście, dodaje element do listy w wskazanym jej miejscu. Zadania te pozostawiam do rozwiązania czytelnikowi.

Propozycje książek