‫מבנה נתונים או טיפוס נתונים מופשט‬ ‫חלק א ‪ -‬להבין או לבקר?‬ ‫>‪public class Node<T‬‬ ‫>‪public class List<T‬‬ ‫הוכן ע"י ולרי פקר‬ ‫דצמבר ‪2015‬‬ ‫פרק ‪ :6‬מימוש מבני נתונים‬ ‫יעדים‪ :‬בפרקים הקודמים עסקנו בטיפוסי נתונים מופשטים (‪ )ADT`s‬וברשימות מקושרות‪.‬‬ ‫בפרק זה "נפתח את הקופסה השחורה" ונלמד כיצד ניתן לממש טיפוסי נתונים מופשטים‬ ‫בדרכים שונות‪ ,‬בפרט באמצעות מערכים ורשימות‪ .‬כמו כן נממש מבני נתונים מורכבים‪,‬‬ ‫כגון מערך של רשימות‪.‬‬ ‫תכנים‪:‬‬ ‫‪.1‬‬ ‫‪.2‬‬ ‫‪.3‬‬ ‫‪.4‬‬ ‫‪.5‬‬ ‫‪.6‬‬ ‫מימוש של טיפוסי נתונים מופשטים‬ ‫שלהפשטה נתונה יכולים להיות מימושים אלטרנטיבים‪ ,‬ללא שינוי ההפשטה‬ ‫מימוש הטיפוס מחסנית באמצעות מערך‬ ‫מימוש הטיפוסים תור ומחסנית באמצעות רשימה‬ ‫יעילות המימושים השונים‬ ‫הערה‪ :‬בפרק זה‪ ,‬כמו בפרק הקודם‪ ,‬כשאנו אומרים "מימוש באמצעות רשימה" הכוונה‬ ‫לרשימה המיוצגת ע"י שרשור חוליות שהן מופעים של מחלקת ‪ .Node‬אין צורך‬ ‫להשתמש בשום מחלקה נוספת לייצוג הרשימה‪.‬‬ ‫מבנה נתונים או טיפוס נתונים מופשט‬ Node ‫מחלקה שמייצגת חוליה‬ ‫היא מבנה נתונים‬ public class Node<T> { private T value; public T value; privateNode<T> Node<T>next; next; public  next public Node(T value, Node<T> next) value { this.value = value; this.next = next; } public Node(T value): this(x, null) ?‫נתונים‬ { } ‫טעם להסתיר תכונות של מבנה‬ } ‫האם יש‬ 3 ‫מבנה נתונים או טיפוס נתונים מופשט‬ public T value; public Node<T> next; private T value; private Node<T> next; Node<int> pos = chain; while (pos != null) { pos.value++; pos = pos.next; } Node<int> pos = chain; int x; while (pos != null) { x = pos.GetValue(); x++; pos.SetValue(x); pos = pos.GetNext(); } ,‫אפשר למנוע פריצה דרך החלון‬-‫אם אי‬ ?‫למה לסגור את הדלת‬ ‫מבנה נתונים או טיפוס נתונים מופשט‬ ‫מימוש שרשרת חוליות על‪-‬ידי המחלקה ‪Node‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫–‬ ‫–‬ ‫–‬ ‫–‬ ‫אין צורך בהסתרת מידע (מימוש וייצוג לא מוסתרים)‬ ‫אם עוטפים את המחלקה ‪ Node‬במחלקה אחרת‬ ‫ניתן ליצור אוספים כמו מחסנית‪ ,‬תור‪ ,‬רשימה ‪‬‬ ‫אין שרשרת ריקה‬ ‫אין הכנסה והוצאה במקום הראשון‬ ‫המחלקה ‪ Node‬אינה טיפוס נתונים מופשט‬ ‫לכן‪ ,‬ניתנת לקלקול‬ ‫ניתן ליצור שרשרת בכל צורה‬ ‫מבנה נתונים או טיפוס נתונים מופשט‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫בתכנות מונחה עצמים אין דרישות למבני הנתונים‪.‬‬ ‫כל "החסרונות" של מבנה הנתונים ‪ Node‬מקובלים!!!!‬ ‫חוליות הן אבני בניין של אוספים רבים כמו מחסנית‪,‬‬ ‫תור‪ ,‬רשימה‪ ,‬עץ ‪‬‬ ‫חוליות הן אבני בניין של מבנים בכל מיני צורות בלי‬ ‫הגבלה‪.‬‬ ‫בעזרת מבנים שנוצרו כאן ניתן ללמד אלגוריתמיקה‬ ‫וגם הפניות‪.‬‬ ‫לדוגמה‪ :‬האם בשרשרת חוליות יש מעגלים?‬ ‫מבנה נתונים או טיפוס נתונים מופשט‬ ‫‪7‬‬ ‫מבנה נתונים או טיפוס נתונים מופשט‬ ‫‪8‬‬ ‫מבנה נתונים או טיפוס נתונים מופשט‬ ‫‪9‬‬ ‫מבנה נתונים או טיפוס נתונים מופשט‬ ‫‪10‬‬ ‫מבנה נתונים או טיפוס נתונים מופשט‬ ‫‪11‬‬ ‫מבנה נתונים או טיפוס נתונים מופשט‬ ‫‪12‬‬ ‫מבנה נתונים או טיפוס נתונים מופשט‬ ‫מחלקה מחסנית מימוש ע"י שרשור חוליות‬ )Node ‫המחסנית היא טיפוס נתונים מופשט (עוטפת את המחלקה‬ public class Stack<T> { private Node<T> first; public Stack() { this.first = null; } public void Push(T x) { this.first = new Node<T>(x, this.first); }  }  ‫מבנה נתונים או טיפוס נתונים מופשט‬ ‫מחלקה תור מימוש ע"י שרשור חוליות‬ )Node ‫התור הוא טיפוס נתונים מופשט (עוטפת את המחלקה‬ public class Queue<T> { private Node<T> first; private Node<T> last; public Queue() { this.first = null; this.last = null; } public void Insert(T x) { }  }  ‫מבנה נתונים או טיפוס נתונים מופשט‬ )‫מחלקה רשימה (לא בתוכנית‬ public class List<T> { ?‫ היא טיפוס נתונים מופשט‬ private Node<T> first; .Node ‫עוטפת את המחלקה‬ public List(){ this.first = null; } public List(T value){ this.first = new Node(value, null); } public GetFirst(){ return ‫בתכנות‬ this.first; ‫מונחה עצמים‬ ‫לא מקובל וגם לא נחוץ‬ } ... } 15  ‫מבנה נתונים או טיפוס נתונים מופשט‬ ‫מחלקה רשימה‬ ‫‪‬‬ ‫היא טיפוס נתונים מופשט?‬ ‫‪‬‬ ‫עוטפת את המחלקה ‪.Node‬‬ ‫מבנה נתונים או טיפוס נתונים מופשט‬ ‫רשימה‬ 7 T GetValue() void SetValue(T x) pos = lst.GetFirst(); while (pos != null) { ..... ..... pos.GetValue()..... pos = pos.GetNext(); } ‫מאוד יעיל‬ 2 6 1 4 3 5 8 lst.GetSize() = n O(n) ‫ אבל‬,‫ייצוג ומימוש לא מוסתרים‬ 17 ‫מבנה נתונים או טיפוס נתונים מופשט‬ ‫מחלקה רשימה‬ ‫‪‬‬ ‫היא טיפוס נתונים מופשט?‬ ‫‪‬‬ ‫עוטפת את המחלקה ‪.Node‬‬ ‫‪‬‬ ‫המושג "מקום ברשימה"‪.‬‬ ‫‪first‬‬ ‫‪null‬‬ ‫‪value‬‬ ‫‪value‬‬ ‫‪value‬‬ ‫‪value‬‬ ‫‪18‬‬