Способы построения

Пояснительная записка

Очередь в циклическом массиве.

Выполнил: Чегодаев А.П

Группа ЭМ-11

Проверил: Андрианов И.А.

Вологда

2014 г.

Оглавление

Введение. 3

1. Очередь в циклическом массиве. 3

1.1. Описание работы алгоритма. 3

1.2. Способы построения. 3

1.3. Вставка структур. 5

1.4. Извлечение. 5

1.5. Анализ сложности алгоритма. 6

1.6. Класс входных данных, для которых применим алгоритм или структура 6

1.7. Примеры практических задач, где может использоваться данный алгоритм. 7

2. Разработка визуализатора. 7

2.1. Выбор средств разработки. 7

2.2. Определение отображаемых элементов, проектирование интерфейса. 7

2.3. Разработка алгоритмов прямого пошагового выполнения визуализации и выполнения отката. 8

2.4. Особенности программной реализации. 11

2.5. Методика и результаты тестирования. 11

Тестирование. 12

Заключение. 13

Источники. 14

Приложение 1. 15

Приложение 2. 16

Введение

Независимо от типа решаемых задач, любая программа оперирует какими-то данными, а сама программа представляет собой методы управления и обработки этих данных. Существует множество разных алгоритмов организации данных, одной из них является очередь. Для лучшего понимания алгоритмов создают специальные визуализаторы, демонстрирующие принцип действия заданного алгоритма в данной курсовой работе разрабатывается визуализатор очереди в циклическом массиве.

Очередь в циклическом массиве.

Описание работы алгоритма

Очередь — структура данных с дисциплиной доступа к элементам «первый пришёл — первый вышел» (FIFO, First In — First Out). Добавление элемента (принято обозначать словом enqueue — поставить в очередь) возможно лишь в конец очереди, выборка — только из начала очереди (что принято называть словом dequeue — убрать из очереди), при этом выбранный элемент из очереди удаляется.

Способы построения

Существует несколько способов реализации очереди в языках программирования.

Первый способ представляет очередь в виде массива и двух целочисленных переменных start и end. Представлен на рисунке:

рис.1.2.1

Обычно start указывает на голову очереди, end — на элемент, который заполнится, когда в очередь войдёт новый элемент. При добавлении элемента в очередь в q[end] записывается новый элемент очереди, а end уменьшается на единицу. Если значение end становится меньше 1, то мы как бы циклически обходим массив и значение переменной становится равным n. Извлечение элемента из очереди производится аналогично: после извлечения элемента q[start] из очереди переменная start уменьшается на 1. С такими алгоритмами одна ячейка из n всегда будет незанятой (так как очередь сn элементами невозможно отличить от пустой), что компенсируется простотой алгоритмов.

Преимущества данного метода: возможна незначительная экономия памяти по сравнению со вторым способом; проще в разработке.

Недостатки: максимальное количество элементов в очереди ограничено размером массива. При его переполнении требуется перевыделение памяти и копирование всех элементов в новый массив.

Второй способ основан на работе с динамической памятью. Очередь представляется в качестве линейного списка, в котором добавление/удаление элементов идет строго с соответствующих его концов.

Преимущества данного метода: размер очереди ограничен лишь объёмом памяти.

Недостатки: сложнее в разработке; требуется больше памяти; при работе с такой очередью память сильнее фрагментируется; работа с очередью несколько медленнее.

Очередь может быть построена из двух стеков S1 и S2 как показано ниже:

Процедура enqueue(x): S1.push(x) Процедура dequeue(): если S2 пуст: если S1 пуст: сообщить об ошибке: очередь пуста пока S1 не пуст: S2.push(S1.pop()) return S2.pop()

Такой способ реализации наиболее удобен в качестве основы для построения персистентной очереди.

В данном курсовом проекте рассматривается организация очереди на основе массива.