Listes_Chainees

7/30/2019 Listes_Chainees

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Structures de donnes, IMA S6Listes chanes

daprs un cours dA. Min, NS Ulm.

Laure Gonnordh t t p : / / l a u r e . g o n n o r d . o r g / p r o / t e a c h i n g /

L a u r e . G o n n o r d @ p o l y t e c h - l i l l e . f r

Universit Lille 1 - Polytech Lille

Fvrier 2011
http://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_6/[email protected]://laure.gonnord.org/pro/teaching/


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Plan

1 Introduction

2 Listes simplement chanes

StructureOprations

3 Divers sur les listes chanes

Laure Gonnord (Lille1/Polytech) Structures de donnes IMA S6 Listes Chanes Fvrier 2011 2 / 36


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Introduction

1 Introduction





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Introduction

Pourquoi ?

Rappel : la liste contigu.

t y p e d e f s t r u c t D i s t r i b u t i o n {

i n t d e r n p e r s ;

c h a r l i s t p e r s [ M A X N U M P E R S ] [ T A I L L E N O M ] ;

} D i s t r i b u t i o n ;

Complexit en nombre de cases vues :

Impression

RechercheInsertion dans le cas dune liste non pleine



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Introduction

Pourquoi ? - 2

Hypothse supplmentaire : liste contigu trie

Impression

Recherche

Insertion dans le cas dune liste non pleine


I d i


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Introduction

Pourquoi ? - 3

Et si la liste contigu est pleine ? on ralloue.

La liste chane va nous donner un moyen de grerlallocation case par case (de manire non contigu).


I t d ti


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Introduction

Notations algorithmiquesPointeurs :p : pointeur de Entier (pointeur)p (valeur pointe)

Allocation/Libration de mmoire :Fonction

a l l o u e r ( ) renvoie un pointeur vers une nouvelle

cellule alloueActionl i b e r e r ( P )

rcupre la cellule mmoire pointe parP.

Structures :Structure pointComplexe

x : Entiery : Entier

FStruct

pc : pointComplexe (dclaration)pc.x, pc.y (pour les accs)


Listes simplement chanes


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Listes simplement chanes

1 Introduction

2 Listes simplement chanesStructure

Oprations



Listes simplement chanes Structure


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Principe

Liste = squence ordonne dlments de mme type.

Exemple : liste dentiers (12, 43, 27, 9).

lordre des lments compte : (12, 43, 27, 9) = (12, 27, 43, 9)

la multiplicit des lments compte(12, 43, 27, 9) = (12, 43, 27, 9, 9)

Liste simplement chane =

reprsentation o chaque lment pointe sur le suivant.

943 2712




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Reprsentation des listes - 1

Exemple : cellule de liste dentiers :

Structure Cellulevaleur : Entiersuivant : pointeur de Cellule

FStruct

v a l e u r est le contenu de la cellule, (ici, un entier)

s u i v a n t pointe vers la cellule suivante,

ou vautN U L L

(fin de liste).Le type de

c e l l est rcursif (autorfrentiel).




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Implantation en C dune liste dentiers :structure de cellule pour reprsenter un lment.

t y p e d e f s t r u c t {

C e l l * n e x t ;

i n t d a t a ;

} C e l l ;

d a t a est le contenu de la cellule, (ici, un entier)

n e x t pointe vers la cellule suivante,ou vaut

N U L L (fin de liste).




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Une liste est reprsente par un pointeur de tte C e l l *

= pointeur sur la premire cellule.

12 43 27 9

head

NULL

Tous les lments sont accessibles depuis la tte de liste.

Par convention,h e a d

vautN U L L

si la liste est vide.


Listes simplement chanes Oprations


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stes s p e e t c a es Op at o s

Oprations sur les listes

Structure de donnes = type + algorithmes de manipulation.On va dvelopper des fonctions pour les oprations suivantes :

calcul de la longueur dune liste,

recherche dun lment,insertion dun lment,

suppression dun lment,

concatnation de deux listes,

destruction dune liste.

Toutes nos fonctions prennent une tte de liste en argument.




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p p

Calcul de la longueur dune liste - 1

Principe : on suit les pointeurs n e x t jusqu rencontrer N U L L et on compte le nombre de cellules rencontres.

12 43 27 9

head

NULL

c 0i




15/62

p p



12 43 27 9

head

NULL

c i 1




16/62



12 43 27 9

head

NULL

c i 2




17/62



12 43 27 9

head

NULL

c i 3




18/62



12 43 27 9

head

NULL

c iNULL 4




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crire la fonction en C (TP)




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Recherche dun lment

Spcification : renvoiet r u e

si la liste contient un lmentgal

e l e m ,

f a l s e sinon.

Principe on suit les pointeursn e x t

jusqu rencontrerN U L L

ou llement.




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Rappels sur la mmoire dynamique

Pour plus de flexibilit, les cellules sont alloues

dynamiquement.

# i n c l u d e < s t d l i b . h >

v o i d * m a l l o c ( s i z e _ t s i z e ) ;

v o i d f r e e ( v o i d * p t r ) ;

Effet :

m a l l o c alloue sur le tas un bloc de

s i z e octets, renvoie un

pointeur non typ vers la zone alloue. Faire un cast !

f r e e libre le bloc,

le bloc est accessible uniquement par pointeur.

Allouer dynamiquement un tableau de 50 entiers ?




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Cration dune liste (exemple ne pas suivre)

Pour construire/allouer la liste : (12, 43, 27, 9) :

C e l l * h e a d ;

h e a d = ( C e l l * ) m a l l o c ( s i z e o f ( C e l l ) ) ;

h e a d - > d a t a = 1 2 ;

h e a d - > n e x t = m a l l o c ( s i z e o f ( C e l l ) ) ;

h e a d - > n e x t - > d a t a = 4 3 ;

h e a d - > n e x t - > n e x t = m a l l o c ( s i z e o f ( C e l l ) ) ;

h e a d - > n e x t - > n e x t - > d a t a = 2 7 ;

h e a d - > n e x t - > n e x t - > n e x t = m a l l o c ( s i z e o f ( C e l l ) ) ;

h e a d - > n e x t - > n e x t - > n e x t - > d a t a = 9 ;

h e a d - > n e x t - > n e x t - > n e x t - > n e x t = N U L L ;

Peu pratique. On prfre construire une liste par insertionssuccessives.




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Insertion en tte de liste - Principe

C e l l * h e a d = N U L L ;

h e a d = i n s e r e ( h e a d , 9 ) ;

h e a d = i n s e r e ( h e a d , 2 7 ) ;

h e a d = i n s e r e ( h e a d , 4 3 ) ;

h e a d = i n s e r e ( h e a d , 1 2 ) ;

head

NULL




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h e a d = i n s e r e ( h e a d , 9 ) ;

h e a d = i n s e r e ( h e a d , 2 7 ) ;

h e a d = i n s e r e ( h e a d , 4 3 ) ;

h e a d = i n s e r e ( h e a d , 1 2 ) ;

9

NULL

h

NULL

c




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h e a d = i n s e r e ( h e a d , 9 ) ;

h e a d = i n s e r e ( h e a d , 2 7 ) ;

h e a d = i n s e r e ( h e a d , 4 3 ) ;

h e a d = i n s e r e ( h e a d , 1 2 ) ;

9

NULL

head




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h e a d = i n s e r e ( h e a d , 9 ) ;

h e a d = i n s e r e ( h e a d , 2 7 ) ;

h e a d = i n s e r e ( h e a d , 4 3 ) ;

h e a d = i n s e r e ( h e a d , 1 2 ) ;

27 9

NULL

c h




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h e a d = i n s e r e ( h e a d , 9 ) ;

h e a d = i n s e r e ( h e a d , 2 7 ) ;

h e a d = i n s e r e ( h e a d , 4 3 ) ;

h e a d = i n s e r e ( h e a d , 1 2 ) ;

27 9

NULL

head




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h e a d = i n s e r e ( h e a d , 9 ) ;

h e a d = i n s e r e ( h e a d , 2 7 ) ;

h e a d = i n s e r e ( h e a d , 4 3 ) ;

h e a d = i n s e r e ( h e a d , 1 2 ) ;

43 27 9

NULL

c h




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h e a d = i n s e r e ( h e a d , 9 ) ;

h e a d = i n s e r e ( h e a d , 2 7 ) ;

h e a d = i n s e r e ( h e a d , 4 3 ) ;

h e a d = i n s e r e ( h e a d , 1 2 ) ;

43 27 9

NULL

head




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h e a d = i n s e r e ( h e a d , 9 ) ;

h e a d = i n s e r e ( h e a d , 2 7 ) ;

h e a d = i n s e r e ( h e a d , 4 3 ) ;

h e a d = i n s e r e ( h e a d , 1 2 ) ;

c h

12 43 27 9

NULL




31/62



h e a d = i n s e r e ( h e a d , 9 ) ;

h e a d = i n s e r e ( h e a d , 2 7 ) ;

h e a d = i n s e r e ( h e a d , 4 3 ) ;

h e a d = i n s e r e ( h e a d , 1 2 ) ;

head

12 43 27 9

NULL




32/62



h e a d = i n s e r e ( h e a d , 9 ) ;

h e a d = i n s e r e ( h e a d , 2 7 ) ;

h e a d = i n s e r e ( h e a d , 4 3 ) ;

h e a d = i n s e r e ( h e a d , 1 2 ) ;

head

12 43 27 9

NULL

Remarques :

la liste est dans lordre inverse de celui desinsertions,

i n s e r e fonctionne sur une liste vide ou non-vide,la tte de liste est modifie chaque insertion,

le cot dune insertion est constant.



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34/62

Insertion en queue de liste

Deux cas considrer :

liste vide : on fait pointer la tte de liste sur la nouvellecellule,

liste non vide : on fait pointer le champ n e x t de la dernirecellule sur la nouvelle cellule.

liste vide liste non vide

NULL

head

NULL

head




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Insertion en queue de liste

Deux cas considrer :

liste vide : on fait pointer la tte de liste sur la nouvellecellule,

liste non vide : on fait pointer le champ n e x t de la dernirecellule sur la nouvelle cellule.

liste vide liste non vide

NULLNULL

head

NULL

head



E l di i d li


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Exemple dinsertion en queue de liste


h e a d = i n s e r e ( h e a d , 1 2 ) ;

h e a d = i n s e r e ( h e a d , 4 3 ) ;

h e a d = i n s e r e ( h e a d , 2 7 ) ;

h e a d = i n s e r e ( h e a d , 9 ) ;

12

head

c

NULL

NULL



E l di ti d li t


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h e a d = i n s e r e ( h e a d , 1 2 ) ;

h e a d = i n s e r e ( h e a d , 4 3 ) ;

h e a d = i n s e r e ( h e a d , 2 7 ) ;

h e a d = i n s e r e ( h e a d , 9 ) ;

12

head

43

NULL

l

c



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E m l di ti d li t


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h e a d = i n s e r e ( h e a d , 1 2 ) ;

h e a d = i n s e r e ( h e a d , 4 3 ) ;

h e a d = i n s e r e ( h e a d , 2 7 ) ;

h e a d = i n s e r e ( h e a d , 9 ) ;

12 9

NULL

head c

2743

l





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Exemple d insertion en queue de liste


h e a d = i n s e r e ( h e a d , 1 2 ) ;

h e a d = i n s e r e ( h e a d , 4 3 ) ;

h e a d = i n s e r e ( h e a d , 2 7 ) ;

h e a d = i n s e r e ( h e a d , 9 ) ;

12 9

NULL

head c

2743

l

Remarques :

la liste est dans le mme ordre que celui des

insertions,la tte de liste nest modifie que lors de la premireinsertion,

le cot dune insertion est linaire, O(n)



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Cot de construction dune liste


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Cot de construction d une liste

Pour construire une liste n lments :

Par ajout en tte de liste : O(n

)mais ordre inverse !

par ajout en queue de liste : O(n2)



Insertion aprs un lment 1


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Insertion aprs un lment - 1

Spcification :Insre un lment dans une liste , laide dun pointeurvers la cellule prcdente.

pred





44/62



elem

c

pred





45/62



elem

c

pred





46/62



elem

c

pred





47/62



Notes :

cot constant, hors calcul dep r e d

,

p r e d peut tre obtenu par une variante de

r e c h e r c h e

(par exemple si on cherche insrer dans une listetrie) cf TP,

on suppose quon ninsre pas en premire position.( on suppose que la liste nest pas vide)





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Linsertion avant une cellule donne est plus complexe...



Suppression dun lment - 1


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Suppression d un lment 1

Spcification :Supprime une cellule de la liste , laide dun pointeurvers la cellule prcdente.

pred c





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Suppression d un lment 1


pred c





51/62

pp


pred





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pp


Notes :

cot constant, hors calcul dep r e d

,

on suppose quon ne dtruit pas en premire position,( on suppose que la liste nest pas vide)

on suppose quep r e d

a un suivant,(p r e d - > n e x t =N U L L )(on peut par contre avoir

c - > n e x t = N U L L ).





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pp

Il reste faire la version suppression complte .





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pp

Spcification :supprime le premier lment gal

e l e m dans la liste si il existe.

calcule automatiquementp r e d

,gre les cas limites :

liste vide, liste un seul lment,e l e m en tte ou en fin de liste,e l e m non prsent dans la liste,

la tte de liste peut changer,

cot linaire au pire, cause de la recherche dep r e d

.





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Concatnation de listes


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1212 43 27

head1

NULL

head2

27

NULL

c

Cf TD.



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Destruction totale dune liste


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Directement en C :

v o i d d e t r u i t ( C e l l * h e a d )

{

C e l l * c ;

w h i l e ( h e a d ) {

c = h e a d - > n e x t ;

f r e e ( h e a d ) ;

h e a d = c ;

}

}

Cot?


Divers sur les listes chanes


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1 Introduction





Erreurs courantes sur les listes


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Erreurs courantes sur les pointeurs et la mmoiredynamique :

drfrencer un pointeur N U L L ,utiliser un bloc aprs lavoir libr,librer deux fois le mme bloc,oublier de librer un bloc (fuites de mmoire).

Introduction de cycles :

(gnre des boucles infinies lors des parcours,cause des fuites de mmoire, . . . )



Erreurs courantes sur les listes


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Partage de cellules entre plusieurs listes :

(effets de bord lors de la modification dune liste,cause des librations multiples de blocs, . . . )

Oubli des cas limites :liste vide, listes un lment,insertion/suppression en premire/dernire position,etc.



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Documents

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