Chương III Con trỏ và cấu trúc động 6.1 Quản lý vùng nhớ Heap

V. Kiểu dữ liệu có cấu trúc 5.1 Tệp định kiểu

Chương III Con trỏ và cấu trúc động 6.1 Quản lý vùng nhớ Heap

6.1. Quản lý vùng nhớ Heap Vùng Heap chưa dùng Vùng Heap đã cấp phát Vùng đệm Vùng Stack đã dùng Vùng Stack chưa dùng Data Segment Code Segment DOS

Chương III Con trỏ và cấu trúc động

 Một số hàm quản lý bộ nhớ

 MemAvail: Tổng dung lượng được phép sử dụng trên Heap

 MaxAvail: Dung lượng khối lớn nhất còn tự do trên Heap

 Kích thước đối tượng được xác định bởi Sizeof(đt)

 Khi MaxAvail < Sizeof(đt) thì không thể xin cấp phát vùng nhớ cho đối tượng trên Heap

 Địa chỉ bắt đầu và kết thúc của Heap: HeapOrg và HeapEnd, Write(Seg(HeapOrg^),’:’,ofs(HeapOrg^));  Biến HeapPtr: Địa chỉ đỉnh Heap, địa chỉ đáy của

Chương III Con trỏ và cấu trúc động

6.2. Thủ tục cấp phát bộ nhớ cho con trỏ định kiểu

 Ct là con trỏ định kiểu, thực hiện cấp phát qua lời gọi New(ct);

 Thực hiện

 Cấp phát vùng nhớ trên Heap với kích thước kiểu dữ liệu mà con trỏ trỏ tới

 Tạo 1 biến động định kiểu ct^ có thể truy nhập vào vùng dữ liệu của đối tượng

 Lưu địa chỉ đối tượng vào con trỏ ct

 Thu hồi vùng nhớ, gọi Dispose(ct);

 Biến ct vẫn tồn tại, nhưng dữ liệu trong vùng dành cho ct sẽ không được bảo vệ, dành cho việc khác

Chương III Con trỏ và cấu trúc động

6.3. Thủ tục cấp phát bộ nhớ cho con trỏ không định kiểu

 Getmem (ct,n): Cấp n byte cho ct

 Freemem (ct,n): Thu hồi n byte bộ nhớ cấp phát cho ct

 n:= Imagesize(x1,y1,x2,y2);

Chương III Con trỏ và cấu trúc động

6.4. Thu hồi nhiều vùng nhớ

 Để thu hồi 1 lúc nhiều hoặc toàn bộ vùng Heap

 Khai báo 1 con trỏ ct không kiểu lưu trữ địa chỉ ô nhớ bắt đầu thu hồi

 Đánh dấu vị trí bắt đầu thu hồi bởi Mark(ct)

 Thu hồi vùng nhớ Release(ct);

 Ví dụ 1

Chương III Con trỏ và cấu trúc động

7. Danh sách liên kết và hàng đợi

 Danh sách là 1 tập hữu hạn các phần tử liên kết với nhau, trường hợp tổng quát nhất mỗi phần tử là một bản ghi

 Gồm trường dữ liệu và trường liên kết, trường liên kết là kiểu con trỏ

 Trường liên kết trỏ vào địa chỉ bản ghi kế tiếp

 Nếu bản ghi hiện thời là bản ghi kế tiếp, con trỏ sẽ trỏ vào Nil

 Danh sách chưa có phần tử nào được gọi là danh sách rỗng

Chương III Con trỏ và cấu trúc động

7. Danh sách liên kết và hàng đợi

 Khai báo danh sách

 Type DataType = {Khai báo kiểu dữ liệu}; PtrType = ^ Node;

Node = Record

Data:DataType; Next:PtrType; End;

Chương III Con trỏ và cấu trúc động

7. Danh sách liên kết và hàng đợi

 Thêm một phần tử vào danh sách, có 3 khả năng

 Phần tử mới được thêm vào đầu danh sách

 Phần tử mới được nối vào cuối danh sách

Chương III Con trỏ và cấu trúc động

7.1. Danh sách liên kết ngược (Ngăn xếp - Stack)

 Trường liên kết của phần tử tạo ra sau luôn trỏ vào phần tử tạo ra trước đó, trường liên kết của phần tử tạo ra đầu tiên trỏ vào Nil

 Liên kết kiểu LIFO (Last In First Out)

Chương III Con trỏ và cấu trúc động

7.2. Danh sách liên kết thuận (Hàng đợi - Queue)

 Phần tử nhập trước được lấy ra trước (FIFO)

 Sử dụng 2 con trỏ: ctdau (First), ctcuoi (Last)

 Ctdau luôn trỏ vào phần tử đầu tiên, ctcuoi luôn trỏ vào phần tử cuối cùng của danh sách

Chương III Con trỏ và cấu trúc động

7.3. Các thao tác trên danh sách

 Khởi tạo danh sách rỗng

 Ctdau:=nil; {First:=nil}

 Duyệt danh sách: Lần lượt đi qua các nút của danh sách, sử dụng con trỏ trung gian ct (CurrPtr) trỏ tới nút đầu tiên rồi đi tiếp theo các trường liên kết, xử lý dữ liệu ở mỗi nút

Chương III Con trỏ và cấu trúc động

7.3. Các thao tác trên danh sách

 Duyệt danh sách  Ví dụ ct:=ctdau; {CurrPtr:=First} while (ct <> nil) do begin {Xử lý ct^.Dữ liệu} ……….. ct:=ct^.Tiếp; end;

Chương III Con trỏ và cấu trúc động

7.3. Các thao tác trên danh sách

 Chèn 1 nút vào danh sách

 Chèn 1 phần tử có nội dung Item vào danh sách

 Vị trí cần chèn được xác định là sau nút đang được trỏ bởi con trỏ PredPtr (con trỏ này rỗng thì vị trí cần chèn là vị trí đầu tiên)

Chương III Con trỏ và cấu trúc động

7.3. Các thao tác trên danh sách

 Các bước:

 Xin cấp phát 1 nút mới cho con trỏ TempPtr để lưu Item

 Nối nút này vào DS tại vị trí cần chèn

 Nếu PredPtr là Nil (chèn vào đầu DS), thực hiện: TempPtr^.Next := First;

First := TempPtr; {Cập nhật lại vị trí con trỏ đầu}  Trái lại, chèn vào sau PredPtr

TempPtr^.Next := PredPtr^.Next; PredPtr^.Next := TempPtr;

Chương III Con trỏ và cấu trúc động

7.3. Các thao tác trên danh sách

 Thực hiện

New(TempPtr);

TempPtr^.Data := Item; if PredPtr = nil then begin TempPtr^.Next:=First; First:=TempPtr; end else begin TempPtr^.Next := PredPtr^.Next; PredPtr^.Next := TempPtr; end;

Chương III Con trỏ và cấu trúc động

7.3. Các thao tác trên danh sách

 Xóa 1 nút khỏi danh sách

 Xóa nút đứng sau nút đang được trỏ bởi con trỏ PredPtr (nếu nút này rỗng, nút đầu tiên bị xóa)

 Ghi nhận TempPtr là con trỏ cần xóa, gán TempPtr bằng PredPtr^.Next (nếu PredPtr = nil thì TempPtr bằng First)

 Loại nút cần xóa ra khỏi DS, đặt lại PredPtr^.Next bằng TempPtr^.Next (nếu PredPtr = nil thì First = TempPtr^.Next)

Chương III Con trỏ và cấu trúc động

7.3. Các thao tác trên danh sách

 Mô hình xóa

if First <> Nil then {xóa DS khác rỗng} begin

if PredPtr = nil then begin TempPtr:=First; First:=TempPtr^.Next; end else begin TempPtr := PredPtr^.Next; PredPtr^.Next := TempPtr^.Next; end; Dispose(TempPtr); end;

Chương III Con trỏ và cấu trúc động

7.3. Các thao tác trên danh sách

 Xây dựng danh sách

a. Nối nút mới vào đầu danh sách

 Đặt trường liên kết của nút mới trỏ vào nút đầu

 Ghi nhận lại nút đầu là nút mới

First:=nil; {khởi tạo con trỏ rỗng} New(TempPtr); {cấp phát nút mới}

TempPtr^.Data := Item; {Ghi nhận dữ liệu} TempPtr^.Next:=First; {Nối vào trước First} First:=TempPtr; {Ghi nhận lại First}

Chương III Con trỏ và cấu trúc động

7.3. Các thao tác trên danh sách

b. Nối nút mới vào cuối danh sách

 Tổ chức thêm con trỏ Last (ctcuoi) luôn trỏ tới cuối danh sách

Chương III Con trỏ và cấu trúc động

b. Nối nút mới vào cuối danh sách

First:=nil;

While not stop do Begin

New(TempPtr);

TempPtr^.Data := Item; if First = nil then

First := TempPtr; else Last^.Next:=TempPtr; Last:=TempPtr; Last^.Next := nil; end

Chương III Con trỏ và cấu trúc động

7.3. Các thao tác trên danh sách

 Tìm kiếm 1 nút trong danh sách

 Tìm kiếm nút có nội dung là Item

 Sử dụng con trỏ trung gian CurrPtr

CurrPtr := First;

while (CurrPtr <> Nil) and (CurrPtr^.Data <> Item) do CurrPtr:=CurrPtr^.Next;

Chương III Con trỏ và cấu trúc động

7.3. Các thao tác trên danh sách

 Tìm kiếm phục vụ cho việc xóa hay chèn, cần xác định nút đi trước vị trí cần xóa hoặc chèn

 Giả sử DS được sắp xếp theo chiều tăng dần của trường data

 Cần chèn nút có nội dung Item vào đúng vị trí của nó trong danh sách

 Sử dụng PredPtr: Nút đi trước nút cần chèn

 CurrPtr: Nút đi sau nút cần chèn

Chương III Con trỏ và cấu trúc động

8. Cây nhị phân

8.1. Khái niệm cây (Tree)

 Là tập hợp hữu hạn các nút, trong đó có 1 nút gọi là gốc (root), giữa các nút có quan hệ phân cấp (cha-con)

Chương III Con trỏ và cấu trúc động

8.1. Khái niệm cây (Tree)

 Định nghĩa cây theo cách đệ quy

 Một nút là cây, nút đó cũng là gốc của cây

 Nếu n là 1 nút và T1, T2, …, Tk là các cây với n1, n2, …, nk lần lượt là các gốc thì 1 cây T sẽ được tạo lập bằng cách cho nút n trở thành cha của các nút n1, n2, …, nk  Trên cây này, n là gốc, T1, T2, …, Tk là cây con

(subtrees) của gốc, khi đó n1, n2, …, nk là con của n  Tồn tại 1 cây không có nút nào (Null Tree)

Chương III Con trỏ và cấu trúc động

8.1. Khái niệm cây (Tree)

A

B C

ED D

Chương III Con trỏ và cấu trúc động

8.1. Khái niệm cây (Tree)

++ / + / v u y + t z * x

Chương III Con trỏ và cấu trúc động

8.1. Khái niệm cây (Tree)

 Số nút con của 1 nút được gọi là cấp (degree) của nút đó (bậc tự do)

 Nút có cấp bằng không được gọi là nút lá (leaf) hay nút tận cùng (terminate node)

 Cấp cao nhất của nút trên cây gọi là cấp của cây đó

 Gốc của cây có số mức (level) là 1, nếu cha có số mức là i thì con có số mức là i+1

 Chiều cao (height) hay chiều sâu (depth) của 1 cây là số mức lớn nhất của nút trên cây

Chương III Con trỏ và cấu trúc động

8.2. Cây nhị phân (Binary Tree) 8.2.1. Định nghĩa và tính chất

 Định nghĩa

 Cây nhị phân là cây mà mọi nút trên cây chỉ có tối đa 2 con

 Phân biệt cây con trái (left subtree)  Cây con phải (right subtree)