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

74561. Система показників кількісного оцінювання ступеня ризику 433.5 KB
  Ймовірність як один з підходів до оцінки ризику. Спрощений підхід до оцінювання ризику. Загальні підходи до кількісної оцінки ступеня ризику Виправданий ризик необхідний атрибут у стратегії і тактиці ефективного менеджменту.
74562. Ризик у відносному вираженні 775.5 KB
  Для підприємства за базу визначення відносної величини ризику як правило беруть вартість основних фондів та оборотних засобів або плановані сумарні затрати на даний вид ризикованої діяльності маючи на увазі як поточні затрати так і капіталовкладення чи розрахунковий прибуток.
74563. Цілочислове програмування 639 KB
  Геометрична інтерпретація розвязків цілочислових задач лінійного програмування на площині. Загальна характеристика методів розвязування цілочислових задач лінійного програмування.
74564. Нелінійні оптимізаційні моделі економічних систем 910 KB
  Основні труднощі розвязування задач нелінійного програмування. Раніше було розглянуто методи розвязування задач лінійного програмування. Галузі обєднання та окремі підприємства народного господарства функціонують і розвиваються за умов невизначеності а тому адекватно їх можна описати нелінійними стохастичними динамічними моделями. Зауважимо що сучасний рівень розвитку компютерної техніки і методів математичного моделювання створює передумови для застосування нелінійних методів а це може суттєво підвищити якість розроблюваних планів...
74565. Квадратичне програмування 597.5 KB
  Метод розвязування задач квадратичного програмування. Система має ненульовий розвязок якщо. Метод розвязування задач квадратичного програмування Зазначимо що відомим з теорії аналізу функцій є таке твердження: відємно означена квадратична форма є угнутою а додатно означена опуклою...
74566. Научное знание в Древней Греции 60 KB
  Определение математики как универсального языка способствовало развитию принципов рационального типа мышления. Важнейшей вехой на пути создания математики как теоретической науки были работы пифагорейской школы. Греческие ученые развили прежде всего процедурную и операционную стороны математики выработав понятие доказательства утверждений. Связи между этими двумя областями возникающей математики были двухсторонними.
74567. Научное знание в эпоху Средневековья 43.63 KB
  Все это методологически подготовило формирование опытной науки. На ранних этапах средневековья центрами научнофилософской мысли были монастыри и храмы но с появлением университетов именно они стали центрами развития философии и науки. Их деятельность объективно способствовала развитию науки в экспериментальном направлении. В целом он обосновывал идею опытной науки.
74568. Развитие науки в период Нового времени 98.15 KB
  Предпосылки развитию науки формировались во всех сферах жизни общества. Обществу становилась все более ясной практическая польза науки как и взаимная заинтересованность научных исследований в новых общественных отношениях. Этот период можно с полным правом назвать веком науки и научной революции.
74569. Современный этап в развитии науки 38.56 KB
  Как известно XIX век это период дисциплинарного оформления науки. Дифференциация научного знания приведшая к появлению новых научных дисциплин со своим предметом и специфическими средствами познания продолжала оставаться ведущей тенденцией развития науки того времени. Сформировались образ науки как дисциплинарно организованного знания и дисциплинарный подход ориентированный на изучение специфических частных закономерностей и явлений.