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......@@ -510,174 +510,3 @@ sorted_list sorted_list_push(sorted_list list, int val) {
```
# L'extraction
## Trois cas
1. L'élément à extraire n'est **pas** le premier élément de la liste
. . .
![Extraction d'un élément qui n'est pas le premier.](figs/sorted_list_extract_any.svg){width=70%}
. . .
\footnotesize
```C
sorted_list sorted_list_extract(sorted_list list, int val) {
element *prec = *crt = list; // needed to glue elements together
while (NULL != crt && val > crt->data) {
prec = crt;
crt = crt->next;
}
if (NULL != crt && prec != crt && crt->data == val) { // glue things together
prec->next = crt->next;
free(crt);
}
return list;
}
```
# L'extraction
2. L'élément à extraire est le premier élément de la liste
. . .
![Extraction d'un élément qui est le
premier.](figs/sorted_list_extract_first.svg){width=70%}
. . .
\footnotesize
```C
sorted_list sorted_list_extract(sorted_list list, int val) {
element *prec = *crt = list; // needed to glue elements together
while (NULL != crt && val > crt->data) {
prec = crt;
crt = crt->next;
}
if (NULL != crt && crt->data == val && prec == crt) { // glue things together
list = list->next;
free(crt);
}
return list;
}
```
# L'extraction
3. L'élément à extraire n'est **pas** dans la liste.
* La liste est vide.
* La valeur est plus grande que le dernier élément de la liste.
* La valeur est plus petite que la valeur de `crt`.
. . .
On retourne la liste inchangée.
. . .
\footnotesize
```C
sorted_list sorted_list_extract(sorted_list list, int val) {
element *prec = *crt = list; // needed to glue elements together
while (NULL != crt && val > crt->data) {
prec = crt;
crt = crt->next;
}
if (NULL == crt || crt->data != val) { // val not present
return list;
}
}
```
# La recherche
```C
element* sorted_list_search(sorted_list list, int val);
```
* Retourne `NULL` si la valeur n'est pas présente (ou la liste vide).
* Retourne un pointeur vers l'élément si la valeur est présente.
. . .
```C
element* sorted_list_search(sorted_list list, int val) {
// search for element smaller than val
element* pos = sorted_list_position(list, val);
if (NULL == pos && val == list->data) {
return list; // first element contains val
} else if (NULL != pos->next && val == pos->next->data) {
return pos->next; // non-first element contains val
} else {
return NULL; // well... val's not here
}
}
```
# La recherche
## La fonction `sorted_list_position`
```C
element* sorted_list_position(sorted_list list, int val);
```
![Trois exemples de retour de la fonction `sorted_list_position()`.](figs/sorted_list_position.svg)
# La recherche
## Exercice: implémenter
```C
element* sorted_list_position(sorted_list list, int val);
```
. . .
```C
element* sorted_list_position(sorted_list list, int val) {
element* pos = list;
if (sorted_list_is_empty(list) || val <= list->data) {
pos = NULL;
} else {
while (NULL != pos->next && val > pos->next>data) {
pos = pos->next;
}
}
return pos;
}
```
# Complexité de la liste chaînée triée
## L'insertion?
. . .
$$
\mathcal{O}(N).
$$
## L'extraction?
. . .
$$
\mathcal{O}(N).
$$
## La recherche?
. . .
$$
\mathcal{O}(N).
$$
slides/cours_12.md 0 → 100644
+ 420
− 0
View file @ 65f0418c
---
title: "Listes triées et listes doublement chaînées"
date: "2021-12-22"
patat:
eval:
tai:
command: fish
fragment: false
replace: true
ccc:
command: fish
fragment: false
replace: true
images:
backend: auto
---
# Les listes triées
Une liste chaînée triée est:
* une liste chaînée
* dont les éléments sont insérés dans l'ordre.
![Exemple de liste triée.](./figs/sorted_list_example.svg)
. . .
* L'insertion est faite telle que l'ordre est maintenu.
## Quelle structure de données?
```C
```
# Les listes triées
## Quel but?
* Permet de retrouver rapidement un élément.
* Utile pour la recherche de plus court chemin dans des graphes.
* Ordonnancement de processus par degré de priorité.
## Comment?
* Les implémentations les plus efficaces se basent sur les tableaux.
* Possibles aussi avec des listes chaînées.
# Les listes triées
## Quelle structure de données dans notre cas?
Une liste chaînée bien sûr (oui c'est pour vous entraîner)!
```C
typedef struct _element { // chaque élément
int data;
struct _element *next;
} element;
typedef element* sorted_list; // la liste
```
## Fonctionnalités
```C
// insertion de val
sorted_list sorted_list_push(sorted_list list, int val);
// la liste est-elle vide?
bool is_empty(sorted_list list); // list == NULL
// extraction de val (il disparaît)
sorted_list sorted_list_extract(sorted_list list, int val);
// rechercher un élément et le retourner
element* sorted_list_search(sorted_list list, int val);
```
# L'insertion
## Trois cas
1. La liste est vide.
. . .
![Insertion dans une liste vide, `list == NULL`.](figs/sorted_list_insert_one.svg){width=30%}
. . .
```C
sorted_list sorted_list_push(sorted_list list, int val) {
if (sorted_list_is_empty(list)) {
list = malloc(sizeof(*list));
list->data = val;
list->next = NULL;
return list;
}
}
```
# L'insertion
2. L'insertion se fait en première position.
. . .
![Insertion en tête de liste, `list->data >=
val`.](figs/sorted_list_insert_first.svg){width=80%}
. . .
```C
sorted_list sorted_list_push(sorted_list list, int val) {
if (list->data >= val) {
element *tmp = malloc(sizeof(*tmp));
tmp->data = val;
tmp->next = list;
list = tmp;
return list;
}
}
```
# L'insertion
3. L'insertion se fait sur une autre position que la première.
. . .
![Insertion sur une autre position, list->data <
val.](figs/sorted_list_insert_any.svg){width=70%}
. . .
\footnotesize
```C
sorted_list sorted_list_push(sorted_list list, int val) {
element *tmp = malloc(sizeof(*tmp));
tmp->data = val;
element *crt = list;
while (NULL != crt->next && val > crt->next->data) {
crt = crt->next;
}
tmp->next = crt->next;
crt->next = tmp;
return list;
}
```
# L'extraction
## Trois cas
1. L'élément à extraire n'est **pas** le premier élément de la liste
. . .
![Extraction d'un élément qui n'est pas le premier.](figs/sorted_list_extract_any.svg){width=70%}
. . .
\footnotesize
```C
sorted_list sorted_list_extract(sorted_list list, int val) {
element *prec = *crt = list; // needed to glue elements together
while (NULL != crt && val > crt->data) {
prec = crt;
crt = crt->next;
}
if (NULL != crt && prec != crt && crt->data == val) { // glue things together
prec->next = crt->next;
free(crt);
}
return list;
}
```
# L'extraction
2. L'élément à extraire est le premier élément de la liste
. . .
![Extraction d'un élément qui est le
premier.](figs/sorted_list_extract_first.svg){width=70%}
. . .
\footnotesize
```C
sorted_list sorted_list_extract(sorted_list list, int val) {
element *prec = *crt = list; // needed to glue elements together
while (NULL != crt && val > crt->data) {
prec = crt;
crt = crt->next;
}
if (NULL != crt && crt->data == val && prec == crt) { // glue things together
list = list->next;
free(crt);
}
return list;
}
```
# L'extraction
3. L'élément à extraire n'est **pas** dans la liste.
* La liste est vide.
* La valeur est plus grande que le dernier élément de la liste.
* La valeur est plus petite que la valeur de `crt`.
. . .
On retourne la liste inchangée.
. . .
\footnotesize
```C
sorted_list sorted_list_extract(sorted_list list, int val) {
element *prec = *crt = list; // needed to glue elements together
while (NULL != crt && val > crt->data) {
prec = crt;
crt = crt->next;
}
if (NULL == crt || crt->data != val) { // val not present
return list;
}
}
```
# La recherche
```C
element* sorted_list_search(sorted_list list, int val);
```
* Retourne `NULL` si la valeur n'est pas présente (ou la liste vide).
* Retourne un pointeur vers l'élément si la valeur est présente.
. . .
```C
element* sorted_list_search(sorted_list list, int val) {
// search for element smaller than val
element* pos = sorted_list_position(list, val);
if (NULL == pos && val == list->data) {
return list; // first element contains val
} else if (NULL != pos->next && val == pos->next->data) {
return pos->next; // non-first element contains val
} else {
return NULL; // well... val's not here
}
}
```
# La recherche
## La fonction `sorted_list_position`
```C
element* sorted_list_position(sorted_list list, int val);
```
![Trois exemples de retour de la fonction `sorted_list_position()`.](figs/sorted_list_position.svg)
# La recherche
## Exercice: implémenter
```C
element* sorted_list_position(sorted_list list, int val);
```
. . .
```C
element* sorted_list_position(sorted_list list, int val) {
element* pos = list;
if (sorted_list_is_empty(list) || val <= list->data) {
pos = NULL;
} else {
while (NULL != pos->next && val > pos->next>data) {
pos = pos->next;
}
}
return pos;
}
```
# Complexité de la liste chaînée triée
## L'insertion?
. . .
$$
\mathcal{O}(N).
$$
## L'extraction?
. . .
$$
\mathcal{O}(N).
$$
## La recherche?
. . .
$$
\mathcal{O}(N).
$$
# Liste doublement chaînée
## Application navigateur ou éditeur de texte
* Avec une liste chaînée:
* Comment implémenter les fonctions `back` et `forward` d'un navigateur??
* Comment implémenter les fonctions `undo` et `redo` d'un éditeur de text?
. . .
Pas possible.
## Solution?
. . .
* Garder un pointeur supplémentaire sur l'élément précédent et pas seulement le
suivant.
. . .
* Cette structure de donnée est la **liste doublement chaînée** ou **doubly
linked list**.
# Liste doublement chaînée
## Exercices
* Partir du dessin suivant et par **groupe de 5**
![Un schéma de liste doublement chaînée d'entiers.](figs/doubly_linked_list.svg)
1. Écrire les structures de données pour représenter la liste doublement
chaînée dont le type sera `dll` (pour
`doubly_linked_list`)
# Liste doublement chaînée
2. Écrire les fonctionnalités de création et consultation
```C
// crée la liste doublement chaînée
dll dll_create();
// retourne la valeur à la position actuelle dans la liste
int dll_value(dll list);
// la liste est-elle vide?
bool dll_is_empty(dll list);
// Est-ce que pos est le 1er élément?
bool dll_is_head(dll list);
// Est-ce que pos est le dernier élément?
bool dll_is_tail(dll list);
// data est-elle dans la liste?
bool dll_is_present(dll list, int data);
// affiche la liste
void dll_print(dll list);
```
# Liste doublement chaînée
3. Écrire les fonctionnalités de manipulation
```C
// déplace pos au début de la liste
dll dll_move_to_head(dll list);
// déplace pos à la position suivante dans la liste
dll dll_next(dll list);
// déplace pos à la position précédente dans la liste
dll dll_prev(dll list);
```
# Liste doublement chaînée
4. Écrire les fonctionnalités d'insertion
```C
// insertion de data dans l'élément *après* pos
dll dll_insert_after(dll list, int data);
// insertion de data en tête de liste
dll dll_push(dll list, int data);
```
5. Écrire les fonctionnalités d'extraction
```C
// extraction de la valeur se trouvant dans l'élément *pos*
// l'élément *pos* est libéré
int dll_extract(dll *list);
// extrait la donnée en tête de liste
int dll_pop(dll *list);
// vide la liste
void dll_destroy(dll *list)
```
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