Динамические структуры данных

Лабораторная работа 28. Динамические структуры данных

Цель работы: изучить понятия, классификацию, объявления и особенности доступа к данным в динамических структурах, работу с памятью при использовании структур в программе, научиться решать задачи с использованием динамических структур в языке C++.

При выполнении лабораторной работы для каждого задания требуется написать программу на языке С++, в которой выполнена разработка динамической структуры в соответствии с постановкой задачи, ввод данных элементов структурного типа, их обработка и вывод на экран в указанном формате. Для хранения данных структуры следует использовать ресурсы динамической памяти. Ввод данных осуществляется с клавиатуры с учетом требований к входным данным, содержащихся в постановке задачи. Ограничениями на входные данные являются диапазоны числовых типов полей структуры и допустимый размер области динамической памяти в языке С++.

Теоретические сведения.

Ознакомьтесь с материалом лекции 28.

Задания к лабораторной работе.

Выполните приведенные ниже задания.

1. Разработайте динамическую структуру для решения задачи. Последовательность чисел Фибоначчи задается по закономерности: f₁ = 1, f₂ = 1, ..., f_n = f_n-1 + f_n-2. Распечатайте n чисел Фибоначчи в следующем порядке: сначала все четные, затем все нечетные элементы.
2. Разработайте динамическую структуру для решения задачи. Даны целые числа p и q. Получить все делители числа q, взаимно простые с числом p.
3. Разработайте динамическую структуру для решения задачи. Дана последовательность из n целых чисел. Получите количество чисел последовательности, которые встречаются в ней ровно один раз. Распечатайте найденные числа.
4. Разработайте динамическую структуру для решения задачи. На шахматной доске каждая клетка описывается двумя координатами: номером строки и номером столбца. Ферзь ставится на одну из клеток. Найдите количество и координаты всех клеток, которые "бьет" ферзь.

Указания к выполнению работы.

Каждое задание необходимо решить в соответствии с изученными методами объявления и обработки данных динамических структур в языке С++. При объявлении структурного типа выполните комментирование используемых полей структуры. Программу для решения каждого задания необходимо разработать методом процедурной абстракции, оформив комментарии к коду.

Следует реализовать каждое задание в соответствии с приведенными этапами:

• изучить словесную постановку задачи, выделив при этом все виды данных;
• сформулировать математическую постановку задачи;
• выбрать метод решения задачи, если это необходимо;
• разработать графическую схему алгоритма;
• записать разработанный алгоритм на языке С++;
• разработать контрольный тест к программе;
• отладить программу;
• представить отчет по работе.

Требования к отчету.

Отчет по лабораторной работе должен соответствовать следующей структуре.

• Титульный лист.
• Словесная постановка задачи. В этом подразделе проводится полное описание задачи. Описывается суть задачи, анализ входящих в нее физических величин, область их допустимых значений, единицы их измерения, возможные ограничения, анализ условий при которых задача имеет решение (не имеет решения), анализ ожидаемых результатов.
• Математическая модель. В этом подразделе вводятся математические описания физических величин и математическое описание их взаимодействий. Цель подраздела – представить решаемую задачу в математической формулировке.
• Алгоритм решения задачи. В подразделе описывается разработка структуры алгоритма, обосновывается абстракция данных, задача разбивается на подзадачи. Схема алгоритма выполняется по ЕСПД (ГОСТ 19.003-80 и ГОСТ 19.002-80).
• Листинг программы. Подраздел должен содержать текст программы на языке программирования С++, реализованный в среде MS Visual Studio 2010.
• Контрольный тест. Подраздел содержит наборы исходных данных и полученные в ходе выполнения программы результаты.
• Выводы по лабораторной работе.
• Ответы на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы

1. Почему в программах размер памяти под статические переменные должен быть определен на этапе компиляции?
2. За счет каких ресурсов выделяется память под динамические структуры?
3. Почему динамические структуры не требуют собственного описания в программе?
4. Как располагаются в памяти динамические величины?
5. Как осуществляется доступ к динамическим структурам из программного кода?
6. Как связываются между собой элементы динамической структуры?
7. В чем основное отличие смежного и связного представления данных?
8. Какого типа может быть поле данных в динамической структуре?
9. Почему для обращения к динамической структуре достаточно хранить в памяти адрес ее первого элемента?
10. За счет чего работа с динамическими данными замедляет выполнение программы?