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

69390. Зовнішні запам’ятовуючі пристрої (ЗЗП) 1.86 MB
  Тут розрізняють такі класи: магнітні ЗЗП Оптичні Напівпровідникові За способом доступу до інформації А послідовні ЗЗП типу стрічки Б з прямим доступом За способом запису інформації А з одноразовим записом Б з багаторазовим записом з можливістю перезапису інформації...
69391. Накопичувачі на магнітних барабанах 1.17 MB
  Накопичувачі на магнітних стрічках Носієм інформації є гнучка магнітна стрічка основою є пластмасова стрічка покрита з обох сторін тонким шаром магнітної плівки поверх якої наноситься тонкий шар захисного лаку.
69393. Лазерні принтери (електро-графічні принтери) 42 KB
  Пристрої введення виведенення мови Спілкування користувача із компютером мовою голосом вважається найбільш перспективним з часу початку широкого застосування компютерів однак реалізувати цю задачу ефективними засобами не вдалося проектувальникам і до сьогоднішнього часу і в даний час...
69395. Інтерфейс ПП IBM 360-370 57 KB
  Він передбачає взаємодію на магістралі канали введення виведення та периферійних пристроїв які в даному інтерфейсі називаються абонентами. Абоненти фізично підєднуються до магістралі короткими відведеннями.
69397. Иностранные инвестици 1.03 MB
  Инвестиционная деятельность неотъемлемая часть в функционировании предприятия. Любое предприятие в результате своего функционирования сталкивается с необходимостью вложения средств в свое развитие или выхода из кризисной ситуации
69398. Анализ и синтез системы автоматического регулирования (САР) с заданными показателями качества 1.22 MB
  Проектируемая САР должна поддерживать погрешность на заданном уровне вне зависимости от действия возмущений. Для анализа и синтеза САР в работе применен метод логарифмических амплитудных характеристик (ЛАХ) системы. Он является наиболее удобным благодаря простоте, наглядности и точности