75670

Динамічні структури, що розгалужуються (дерева)

Практическая работа

Информатика, кибернетика и программирование

На початку програми зявляється розбита на елементи формула-зразок у вигляді дерева. Вершина цього дерева містись саму формулу. У листах дерева містяться змінні. Користувач може ввести свою формулу натиснувши клавішу Insert. Після того можна змінити значення змінних, які за замовчуванням дорівнюють

Украинкский

2015-01-24

455.83 KB

2 чел.

Міністерство  освіти  і  науки України

Вінницький національний технічний університет

Інститут інформаційних технологій та комп’ютерної інженерії

Кафедра ПЗ

Практична робота №6 варіант №9

з дисципліни Алгоритми та структури даних

Виконала: ст. гр. 1 ПІ-13б                            Лілик Л. С.

Перевірив:                                                       Власюк В. Х.

Вінниця, 2013


Тема: Динамічні структури, що розгалужуються (дерева).

 

Мета:  Засвоїти поняття дерева як структури даних. Закріпити навички застосування динамічних структур даних при розв’язуванні задач. Сформувати уміння реалізовувати дерева з використанням списків.

Завдання:

Варіант № 9.

  1.  Клас арифметичних виразів, що містить однобуквені змінні, операції +, -, *, / і круглі дужки, назвемо класом найпростіших виразів. Реалізувати:
  2.  процедуру побудови дерева найпростішого арифметичного виразу, заданого у виді рядка.
  3.  процедуру обчислення значення найпростішого арифметичного виразу, заданого деревом при значеннях змінних, що вводяться з клавіатури.
  4.  процедуру перетворення дерева в рядок.

Опис алгоритму виконання

На початку програми з'являється розбита на елементи формула-зразок у вигляді дерева. Вершина цього дерева містись саму формулу. У листах дерева містяться змінні. Користувач може ввести свою формулу натиснувши клавішу Insert. Після того можна змінити значення змінних, які за замовчуванням дорівнюють 2. Для цього треба натиснути на лист правою клавішею миші. Щоб отримати готовий результат слід натиснути клавішу Space.

Складність алгоритму

Складність алгоритму дорівнює О(N2) від t,

де tчас виконаня,

Nкількість символів у стрічці формули.


Блок-схема алгоритму

 



Лістинг фрагментів програми

#include <vector>

using namespace std;

#pragma once

class Node

{

public:

string data;

double value;

int x;

int y;

vector <Node*> children;

Node *parent;

Node(void);

Node(string _data, int _x, int _y);

Node(const Node &arg);

~Node(void);

void Show(HDC hdc, int x, int y);

int ChangeX(int _x);

int ChangeY(int _y);

void InputData(string _data);

void Push(string a, int _x, int _y);

static void ShowTree(Node *tr,  HDC hdc);

void Split(string input);

void FindThisNode(int mdx, int mdy);

int PressedArea(int mdx, int mdy);

int UpMouseArea(int mux, int muy);

bool PressedNode(int mdx, int mdy);

double Calc(bool last=false);

static void MakeStr(char s, double d);

void ChangeXY();

};

extern Node *ThisNode;


#include "StdAfx.h"

//#include "Node.h"

using namespace std;

Node *ThisNode=0;

string Output="";

Node::Node(void)

{

parent=0;

x=300;

y=50;

value=2.0;

}

Node::Node(string _data, int _x, int _y):data(_data), x(_x), y(_y)

{

parent=0;

value=2.0;

}

Node::Node(const Node &arg)

{

data=arg.data;

x=arg.x;

y=arg.y;

parent=0;

value=0.0;

}

Node::~Node(void)

{

}

void Node::Show(HDC hdc, int x, int y)

{

HPEN hNodePen, hRightPen, holdpen;

HBRUSH hNodeBrush, holdbrush;

 

hNodePen = CreatePen(PS_SOLID, 4, RGB(255, 128, 0));

hRightPen = CreatePen(PS_SOLID, 4, RGB(7, 100, 255));

holdpen = (HPEN)SelectObject(hdc, hNodePen);

 

hNodeBrush = CreateSolidBrush(RGB(255, 128, 0));

holdbrush = (HBRUSH)SelectObject(hdc, hNodeBrush);

 

if (parent!=0)

{

  holdpen = (HPEN)SelectObject(hdc, hRightPen);

  POINT pnt;

  ::MoveToEx(hdc, x, y-10, &pnt);

  ::LineTo(hdc, parent->x, parent->y+10);

 

}

 

holdpen = (HPEN)SelectObject(hdc, hNodePen);

Ellipse(hdc, x-30, y-30, x+30, y+30);

if (this->children.size()==0)

{

 char buffer[20];

 sprintf (buffer, "%f", value);

 ::TextOutA(hdc, x-5, y+8, (LPCSTR) buffer, strlen(buffer) );

}

::TextOutA(hdc, x-5, y-7, (LPCSTR) data.c_str(), data.size() );

  

::DeleteObject(hNodePen);

::DeleteObject(hRightPen);

::DeleteObject(hNodeBrush);

}

int Node::ChangeX(int _x)

{

x=_x;

return x;

}

int Node::ChangeY(int _y)

{

y=_y;

return y;

}

void Node::InputData(string _data)

{

data=_data;

}

void Node::Push(string a, int _x, int _y)  // push new element to the tree

{

int dx=100;

Node *cur = new Node(a, _x, _y);

cur->parent=this;

cur->x=x-200+dx*children.size();

cur->y=y+80;

children.push_back(cur);

}

void Node::ChangeXY()

{

if(this!=0&&this->parent!=0)

{

 int dx=100;

 if(this->parent->parent==0)

 {

  dx=1000/(this->parent->children.size()+1);

 }

 else dx=this->parent->parent->children[0]->x*2;

 for(int i=0;i<this->parent->children.size(); ++i)

  this->parent->children[i]->x=dx/this->parent->children.size()/2+i*dx;

}

}

void Node::ShowTree(Node *tr,  HDC hdc)  // prints tree

{

   if (tr==NULL)  // return if the tree is empty

       return;

     // if tree exists and not empty

   for (int i=0; i<tr->children.size(); ++i)

 Node::ShowTree(tr->children[i],  hdc);

tr->Show(hdc, tr->x, tr->y);

}

void Node::Split (string input)

{

   data=input;

string s="";

int prior=5;

int skob=0;

if(input.size()<=2) return;

 

for(int i=0; i<input.size()-1; ++i)

 {

 switch(input[i])

 {

  case '+':

  case '-':

   if(skob==0&&prior>1)prior=1;

   break;

  case '*':

  case '/':

   if(skob==0&&prior>2)prior=2;

   break;

  case '(':

   ++skob;

   break;

  case ')':

   --skob;

   break;

 }

 }

skob=0;

for (int i=0; i<input.size(); ++i)

 {

 switch(input[i])

 {

  case '+':

  case '-':

   s+=input[i];

   if(prior==1&&skob==0)

   {

    Push(s, x, y);

    s="";

   }

   break;

  case '*':

  case '/':

   s+=input[i];

   if(prior==2&&skob==0)

   {

    Push(s, x, y);

    s="";

   }

   break;

  case '(':

   if(skob!=0)

   s+=input[i];

   ++skob;

   break;

  case ')':

   if(skob!=1)

   s+=input[i];

   --skob;

   break;

  

  default:

   s+=input[i];

   break;

 }

}

 if(s!="")

Push(s, x, y);

for (int i=0; i<this->children.size(); ++i)

 this->children[i]->Split(children[i]->data);

}

double Node::Calc(bool last)

{

if (this->children.size()==0)

{

  if (this->data.size()==1)

  {

   if(last)

   {

   MakeStr(')', this->value);

   }

   else

   MakeStr(' ', this->value);

  }

  else

  {

   if(last)

   {

   MakeStr(')', this->value);

   Output+=this->data[this->data.size()-1];

   }

   else MakeStr(this->data[this->data.size()-1], this->value);

  }

  return value;

}

Output+="(";

double res=children[0]->Calc();

 

for (int i=0; i<this->children.size()-1; ++i)

{

 bool last=i==children.size()-2;

 switch(children[i]->data[children[i]->data.size()-1])

 {

  case '+':

   res+=children[i+1]->Calc(last);

   break;

  case '-':

   res-=children[i+1]->Calc(last);

   break;

  case '*':

   res*=children[i+1]->Calc(last);

   break;

  case '/':

   res/=children[i+1]->Calc(last);

   break;

  default: break;

 }

}

 

 

 

 if (this->data.size()>2)

 if (this->data[this->data.size()-2]==')')

 {

  Output+=this->data[this->data.size()-1];

  Output+="(";

 }

 

return res;

}

int Node::PressedArea(int mdx, int mdy)

{

if (mdx>(x-30)&&mdx<x&&mdy<(y+30)&&mdy>(y-30)) return 1;   // left child

else if (mdx<(x+30)&&mdx>x&&mdy<(y+30)&&mdy>(y-30)) return 2; // right child

else return -1;

}

int Node::UpMouseArea(int mux, int muy)

{

if (mux<(x-10)&&muy>(y+10)) return 1;   // left child

else if (mux>(x+10)&&muy>(y+10)) return 2; // right child

else return -1;

}

bool Node::PressedNode(int mdx, int mdy)

{

if (mdx>(x-30)&&mdx<(x+30)&&mdy<(y+30)&&mdy>(y-30)) return true;   

else return false;

}

void Node::FindThisNode(int mdx, int mdy)  // traverses the tree

{

   if  (ThisNode!=0) return;

   

 if(this->PressedNode(mdx, mdy))

 ThisNode=this;

else for (int i=0; i<this->children.size(); ++i)

 this->children[i]->FindThisNode(mdx, mdy);

 

}

void Node::MakeStr(char s, double d)

{

// double convert to buf

char buff [100];

sprintf (buff, "%f", d);

string buf(buff);

 buf+=s;

Output+=buf;

}

Результат виконання

Висновки

Засвоїли поняття дерева як структури даних. Закріпили навички застосування динамічних структур даних при розв’язуванні задач. Сформували уміння реалізовувати дерева з використанням списків.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

4857. Программирование на языке ассемблера 337.5 KB
  Введение Язык ассемблера — это символическое представление машинного языка. Все процессы в персональном компьютере (ПК) на самом низком, аппаратном уровне приводятся в действие только командами (инструкциями) машинного языка. По-настоящему реши...
4858. Основы микропрограммирования на языке Ассемблера. Лабораторные работы 322.5 KB
  Создание первой программы на языке Ассемблера Программирование арифметических операций Работа со строками Написание собственного обработчика прерывания Связь подпрограмм на Ассемблере с программами на языке высокого уровня Лабораторная работа №1 Со...
4859. Спектральный анализ кусочно-линейных функций с разрывами 183.5 KB
  Спектральный анализ кусочно-линейных функций с разрывами Цель работы Разработать приложение Спектральный анализ кусочно-линейных функций с разрывами. Разработать собственный компонент и использовать его в разработанном приложении. Задание к ла...
4860. Развитие языков программирования. Роль С++ в контексте современного программирования 49.5 KB
  Развитие языков программирования. Роль С++ в контексте современного программирования. Под программой будем понимать набор данных и инструкций, выполняемых вычислительным устройством с целью преобразования данных в рамках некоторой задачи, решае...
4861. Общая схема работы компилятора С++. Назначение и функционирование редактора связей. Загрузчик 52 KB
  Общая схема работы компилятора С++. Назначение и функционирование редактора связей. Загрузчик. Для оптимизации процесса перевода программы с С++ на машинный язык процесс трансляции разбивают на два этапа: промежуточная трансляция в набор объектных м...
4862. Среда разработки. Работа с проектами. Компиляция программы. Запуск программы 719 KB
  Среда разработки. Работа с проектами. Компиляция программы. Запуск программы. В принципе, для создания работающей программы на языке С++ достаточно написать исходный код в любом текстовом редакторе, передать все модули с исходным кодом программы ком...
4863. Структура программы C++. Служебные слова. Комментарии. Базовые типы данных и операции над ними 75.5 KB
  Структура программы C++. Служебные слова. Комментарии. Базовые типы данных и операции над ними. Логические операции. Побитовые операции. Преобразование типов. Базовый ввод, вывод. Служебные слова. Язык С++ имеет набор зарезервированных служебных сло...
4864. Условные операторы и операторы цикла 40.5 KB
  Условные операторы и операторы цикла. Условные операторы. Язык С++ располагает несколькими условными операторами, позволяющими организовать ветвление в программе. Оператор if реализует простое ветвление, относительно выполнения условия: if ( условие...
4865. Системы счисления. Двоичная система счисления. Перевод чисел из одной системы счисления в другую. Машинное представление базовых типов С++ 67.5 KB
  Системы счисления. Двоичная система счисления. Перевод чисел из одной системы счисления в другую. Перевод целой части. Перевод дробной части. Машинное представление базовых типов С++. Системы счисления. Под числом понимают некоторую абстрактную меру...