Файл: Работа с иерархическими структурами данных.doc

Скачать файл (0,11Мб)

Заказать решение

ВУЗ: Алтайский Государственный Университет

Категория: Учебное пособие

Дисциплина: Программирование

Добавлен: 29.10.2018

Просмотров: 419

Скачиваний: 12

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Работа с иерархическими структурами данных. Операции на деревьях.

Дерево-структура данных, представляющих собой ориентированный связный граф. Элементы данных, составляющие дерево, обычно называют «узлами». Для обозначения коллекции узлов (множества элементов, составляющих дерево) используют термин nodes. Для обозначения i-го элемента коллекции узлов используют ссылку вида nodes(i). Каждый элемент в такой структуре может иметь только один родительский элемент (parent node) и может иметь один или несколько дочерних элементов (child nodes). В каждом дереве имеется как минимум один особый элемент, у которого нет родительского узла. Такой элемент называется корнем дерева либо корневым узлом (root node). Каждый узел должен иметь свой уникальный ключ и реквизиты. Минимальный набор реквизитов ‑ один реквизит ‑ подпись узла, обычно используют два реквизита – подпись узла и числовое значение узла (некоторая сумма, характеризующая узловой объект).

Примеры древовидных структур:

файловая система. Логические диски представляют собой корни, папки и файлы представляют собой узлы такого дерева. Если в папке содержатся файлы и вложенные папки, то для этой папки они являются дочерними узлами. Для этого дерева атрибутом будет являться имя папки или файла. Ключевым значением является физический адрес элемента файловой системы.
иерархическая структура организации или предприятия. Корневым узлом будет головная организация. Дочерними узлами могут быть филиалы, отделы. В качестве ключевого значения может быть выбран ИНН, в качестве реквизитов может быть выбран доход или выручка в зависимости от поставленной задачи.

Например, структуру организации ООО «Холидей классик» можно представить в виде дерева:

Представим эту же структуру в виде таблицы. Каждая строка таблицы соответствует узлу. Номер элемента разместим в колонке Key, код родительского элемента – в колонке PKey, наименование узла в колонке Naimen, для хранения числовой характеристики узла добавим колонку Summa_

Key	PKey	Naimen	Summa_
1_		ООО «Холидей классик»	17000
2_	1_	Новосибирск	34000
3_	1_	Томск	5000
4_	1_	Барнаул	3000
5_	1_	Екатеринбург	4000
6_	5_	Центральный	1000
7_	5_	Склад4	2000
8_	2_	Склад20	8200
9_	2_	Склад21	2000
10_	2_	Склад22	3500
11_	3_	Склад5	125000
12_	3_	Склад10	40500
13_	6_	Склад30	35000
14_	6_	Склад31	85000

При использовании подобных структур в программах, можно хранить соответствующую таблицу в виде массива, текстового файла, dbf-таблицы либо таблицы какой-либо другой СУБД.

В нижеследующих примерах, для удобства, будет использовано представление в виде dbf-таблицы – derevo.dbf.

Структура dbf-таблицы:

derevo(key I, PKey , Naimen C(50), Summa_ Y).

Здесь key – уникальный ключ каждого элемента структуры, pkey – родительский ключ, naimen – наименование организации и ее структурных подразделений, Summa_ ‑ суммы соответствующих подразделений. Использование dbf-таблицы дает возможность использовать команду поиска locate for с функцией found(), команду CALCULATE FOR to с агрегатными функциями: sum(), count(), avg(), min(), max() и т.п.

Примеры процедур для работы с древовидными структурами на языке VFP.

Типичные задачи для работы с древовидными структурами:

Получение количества корневых элементов
Получение количества дочерних узлов
Получение ключа корневого элемента по порядковому номеру
Получение ключа дочернего элемента по порядковому номеру
Добавление дочерних узлов
Получение суммы узла по ключу
Сумма дочерних узлов
Сумма дочерних узлов с заменой.
Если у узла есть дочерние узлы, то для всех дочерних узлов сумму запомнить в новую переменную
Заменить значение в узле с родительским кодом на новую сумму, состоящую из суммы всех дочерних узлов
Если дочерних узлов нет, оставить сумму родительского узла без изменения
Заменять сумму в узле суммой дочерних узлов
Получение по ключу названия узла

1. Получение названия по ключу

В процедуре получения названия по ключу передадим как параметр родительский ключ в переменную lp_key

LPARAMETERS lp_key

Сделаем проверку открыта ли таблица, если нет, то откроем ее

IF NOT USED("derevo")

USE derevo IN 0

ENDIF

Командой

SELECT derevo

Выбираем таблицу

locate FOR lp_key==ALLTRIM(key)

если находим

IF FOUND()

Возвращаем наименование

RETURN naimen

иначе

ELSE

Возвращаем

RETURN "нет такого узла"

ENDIF

2. Замена значения, имени узла по ключу

CLEAR

SET DEFAULT TO "u:\tree"

IF замена_текста("38_","facultet")

?"замена сделана"

ELSE

?"замены нет"

ENDIF

IF замена_суммы("20_",20000)

?"замена сделана"

ELSE

?"замены нет"

ENDIF

*добавление_дочерних_узлов("20_","org0",30000)

*!* добавление_дочерних_узлов("20_","org1",50000)

*!* добавление_дочерних_узлов("20_","org2",80000)

*!* добавление_дочерних_узлов("20_","org3",50000)

? "сумма_дочерних_узлов_с_заменой для узла 16_=", сумма_дочерних_узлов_с_заменой("16_")

? "сумма_дочерних_узлов_с_заменой для узла 45_=", сумма_дочерних_узлов_с_заменой("45_")

kor=получение_количества_корневых_элементов()

?"корневых элементов=", kor

FOR i=1 TO kor

x=получение_ключа_корневого_элемента_по_порядковому_номеру(i)

?"корневой элемент номер=", i, "имеет ключ", x

? "дочерних элементов=", получение_количества_дочерних_узлов(x)

FOR k=1 TO получение_количества_дочерних_узлов(x)

? k, получение_ключа_дочернего_элемента_по_порядковому_номеру(x,k)

ENDFOR

k="2_"

a=получение_названия_по_ключу(k)

s=получение_суммы_узла_по_ключу(k)

n=получение_количества_дочерних_узлов(k)

?"Для ключа=",k," Наименование=",a, " сумма=", s, n

k="17_"

a=получение_названия_по_ключу(k)

s=получение_суммы_узла_по_ключу(k)

n=получение_количества_дочерних_узлов(k)

?"Для ключа=",k," Наименование=",a, " сумма=", s, n

k="31_"

a=получение_названия_по_ключу(k)

s=получение_суммы_узла_по_ключу(k)

n=получение_количества_дочерних_узлов(k)

?"Для ключа=",k," Наименование=",a, " сумма=", s, n

?"сумма_дочерних_узлов=", сумма_дочерних_узлов("16_")

PROCEDURE получение_названия_по_ключу

LPARAMETERS lp_key

IF NOT USED("derevo")

USE derevo IN 0

ENDIF

SELECT derevo

locate FOR lp_key==ALLTRIM(key)

IF FOUND()

RETURN naimen

ELSE

RETURN "нет такого узла"

ENDIF

PROCEDURE получение_суммы_узла_по_ключу

LPARAMETERS lp_key

IF NOT USED("derevo")

USE derevo IN 0

ENDIF

SELECT derevo

locate FOR lp_key==ALLTRIM(key)

IF FOUND()

RETURN summa_

ELSE

RETURN 0

ENDIF

PROCEDURE получение_количества_дочерних_узлов

LPARAMETERS lp_key

IF NOT USED("derevo")

USE derevo IN 0

ENDIF

SELECT derevo

COUNT FOR lp_key==ALLTRIM(pkey) TO b

RETURN b

PROCEDURE получение_количества_корневых_элементов

IF NOT USED("derevo")

USE derevo IN 0

ENDIF

SELECT derevo

COUNT FOR LEN(ALLTRIM(pkey))=0 TO g

RETURN g

PROCEDURE получение_ключа_корневого_элемента_по_порядковому_номеру

LPARAMETERS n

LOCAL i

* порядковый номер корневого элемента

IF NOT USED("derevo")

USE derevo IN 0

ENDIF

i=0

SELECT derevo

SCAN

IF LEN(ALLTRIM(pkey))=0

i=i+1

IF i=n

RETURN ALLTRIM(key)

ENDIF

ENDSCAN

return "не найдено"

PROCEDURE получение_ключа_дочернего_элемента_по_порядковому_номеру

LPARAMETERS bas_key,n

LOCAL i

* bas_key-ключ базового элемента, n-порядковый номер корневого элемента

IF NOT USED("derevo")

USE derevo IN 0

ENDIF

i=0

SELECT derevo

SCAN

IF ALLTRIM(pkey)=bas_key

i=i+1

IF i=n

RETURN ALLTRIM(key)

ENDIF

ENDSCAN

return "не найдено"

PROCEDURE замена_текста

LPARAMETERS key_, naimen_

IF NOT USED("derevo")

USE derevo IN 0

ENDIF

SELECT derevo

LOCATE FOR key_=ALLTRIM(key)

IF FOUND()

replace naimen WITH naimen_

RETURN .t.

ELSE

return .f.

ENDIF

PROCEDURE замена_суммы

LPARAMETERS key_, sum_

IF NOT USED("derevo")

USE derevo IN 0

ENDIF

SELECT derevo

LOCATE FOR key_=ALLTRIM(key)

IF FOUND()

replace summa_ WITH sum_

RETURN .t.

ELSE

return .f.

ENDIF

PROCEDURE добавление_дочерних_узлов

lparameters bas_key, naimen_, sum_

LOCAL s

SET TALK OFF

IF NOT USED("derevo")

USE derevo IN 0

ENDIF

SELECT derevo

LOCATE FOR bas_key=ALLTRIM(pkey)

IF FOUND()

CALCULATE MAX(VAL(key) ) TO s

APPEND BLANK

replace naimen WITH naimen_;

, key WITH ALLTRIM(STR(s+1))+"_";

, pkey WITH bas_key;

, summa_ with sum_

RETURN .t.

ELSE

RETURN .f.

ENDIF

PROCEDURE сумма_дочерних_узлов

lparameters bas_key

LOCAL s

SET TALK OFF

IF NOT USED("derevo")

USE derevo IN 0

ENDIF

SELECT derevo

s=0

CALCULATE suM(summa_) FOR bas_key==ALLTRIM(pkey) to s

RETURN s

PROCEDURE сумма_дочерних_узлов_с_заменой

lparameters bas_key

LOCAL s

SET TALK OFF

IF NOT USED("derevo")

USE derevo IN 0

ENDIF

SELECT derevo

*проверка на наличие дочерних узлов

IF получение_количества_дочерних_узлов(bas_key)=0

RETURN .f.

ENDIF

s=0

CALCULATE suM(summa_) FOR bas_key==ALLTRIM(pkey) to s

LOCATE FOR bas_key==ALLTRIM(key)

IF FOUND()

replace summa_ with s

RETURN .t.

ELSE

RETURN .f.

ENDIF

* заменять сумму в узле суммой дочерних узлов

CLEAR

SET DEFAULT TO "u:\tree"

замена_итог_суммы("50_")

PROCEDURE замена_итог_суммы

LPARAMETERS p,s

LOCAL s, k, x

*p-ключ родительского элемента

? "вызов замена_итог_суммы ",p

IF NOT USED("derevo")

USE derevo IN 0

ENDIF

s=0

IF получение_количества_дочерних_узлов(p)=0

? " узел ",p

s=получение_суммы_узла_по_ключу(p)

? s

ELSE

? "Просмотр всех дочерних узлов узла с кодом=",p

SCAN FOR ALLTRIM(pkey)==p

x=ALLTRIM(key)

k=RECNO()

? " pkey=",p," x=key= ",x

s=s+замена_итог_суммы(x)

?? "s=",s

GO k

ENDSCAN

LOCATE FOR p==ALLTRIM(key)

IF FOUND()

replace summa_ WITH s

ENDIF

RETURN s

PROCEDURE получение_количества_дочерних_узлов

LPARAMETERS lp_key

IF NOT USED("derevo")

USE derevo IN 0

ENDIF

SELECT derevo

COUNT FOR lp_key==ALLTRIM(pkey) TO b

RETURN b

PROCEDURE сумма_дочерних_узлов_с_заменой

lparameters bas_key

LOCAL s

SET TALK OFF

IF NOT USED("derevo")

USE derevo IN 0

ENDIF

SELECT derevo

*проверка на наличие дочерних узлов

IF получение_количества_дочерних_узлов(bas_key)=0

RETURN .f.

ENDIF

s=0

CALCULATE suM(summa_) FOR bas_key==ALLTRIM(pkey) to s

LOCATE FOR bas_key==ALLTRIM(key)

IF FOUND()

replace summa_ with s

RETURN .t.

ELSE

RETURN .f.

ENDIF

PROCEDURE получение_суммы_узла_по_ключу

LPARAMETERS lp_key

IF NOT USED("derevo")

USE derevo IN 0

ENDIF

SELECT derevo

locate FOR lp_key==ALLTRIM(key)

IF FOUND()

RETURN summa_

ELSE

RETURN 0

ENDIF

Алгоритм решения на языке VFP:

Смотрите также файлы

Простейшие способы интерполяции и экстраполяции данных.doc

Поиск максимального и минимального значения функции одной переменной методом последовательного перебора.doc

Определение максимального и минимального значения функции двух переменных методом градиентного спуска.doc

Определение корня уравнения методами табуляции, деления отрезка пополам.doc

Определение корня одномерного уравнения методом секущих.doc

Файл: Работа с иерархическими структурами данных.doc

Работа с иерархическими структурами данных. Операции на деревьях.

Примеры процедур для работы с древовидными структурами на языке VFP.

Смотрите также файлы

Информация

Списки файлов

Дополнительно