Doubly Linked List

Liste doppie
GT: 6.2 (e 3.3)
Doubly Linked Lists
1
Argomenti della lezione
ADT
Position
NodeList
interface
Position
PositionList
class
DNode
NodePositionList
inserzione
rimozione
Iteratore
ADT Iterator
ADT Iterable
interface PositionList (2)
class NodePositionList (2)
class ElementIterator<E>
Iteratore di Posizioni
interface PositionList (3)
class NodePositionList (3)
liste in java.util
2
1
ADT e interfaccie
GT 2
Astrazione nelle strutture dati
Î Abstract Data Type (ADT)
Abstract Data Type (ADT)
modello matematico della struttura dati
specifica
tipi dei dati memorizzati
operazioni supportate sui dati
tipi dei parametri delle operazioni
specifica cosa e non come
in Java: interface (GT 2.4)
lista di dichiarazioni di metodi
Í cosa fa
una classe implementa un’interfaccia Í come fa
3
Lista di Nodi
ADT per
Lista di Nodi Î NodeList
posizione (nella lista) Î Position
Motivazioni
accedere direttamente ai nodi
accedere in base alla posizione di un nodo, relativamente agli
altri nodi
Lista: collezione di elementi,
che memorizza ciascun elemento in una posizione
gli elementi sono organizzati con ordine lineare
4
2
ADT Position
Metodo:
element()
ritorna l’elemento associato alla posizione
N.B.: la posizione è sempre definita relativamente ai nodi vicini
Esempi:
mazzo di carte
cursore in un text editor
5
ADT NodeList
Metodi:
first() ritorna la posizione del primo elemento
last() ritorna la posizione dell’ultimo elemento
prev(p) ritorna la posizione dell’elemento che precede p
next(p) ritorna la posizione dell’elemento che segue p
Errori:
first() and last(): se lista vuota
prev(p): se p è primo elemento
next(p): se p è ultimo elemento
N.B.:
non c’è riferimento all’elemento
si suppone che le posizioni siano valide
6
3
ADT NodeList (cont.)
Metodi di aggiornamento:
set(p,e)
rimpiazza l’elemento alla posizione p con l’elemento e
ritorna l’elemento che era in p
addFirst(e) inserisce l’elemento e come primo elemento
addLast(e) inserisce l’elemento e come ultimo elemento
addBefore(p,e) inserisce l’elemento e prima della pos. p
addAfter(p,e) inserisce l’elemento e dopo la pos. p
remove(p)
invalida la posizione p
ritorna l’elemento che era in p
7
ADT NodeList (cont.)
Errori
se la posizione passata come argomento non è valida
p == null
p era stato cancellato
p posizione di una lista diversa
nei metodi
prev(p): se p è prima posizione
next(p): se p è ultima posiozione
8
4
Esempio
9
Interface Position
10
5
Interface PositionList
11
Interface PositionList (cont.)
12
6
Nodo
Nodo: implementa Position
per Lista di Nodi
class DNode implements Postion<E>
es.: Position<String> p = new DNode<String>();
p
Position<String> p contiene
riferimento ad oggetto di tipo
DNode<String>
prev
next
elem
node
oggetto di tipo DNode<String>
class DNode (1/2)
prev
13
next
elem
node
14
7
class DNode (2/2)
prev
next
elem
node
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Lista doppia con sentinelle: class NodePositionList
PositionList<String> p = new NodePositionList<String>();
riferimento ad
oggetto di tipo
PositionList<String>
p
numElts
header
4
oggetto di tipo
NodePositionList<String>
trailer
nodes/positions
elements
16
8
class NodePositionList
costruttore
1
2
numElts
trailer
0
header
header
trailer
2
1
1
17
class NodePositionList: CheckPosition
controlla se la Position p è valida
18
9
class NodePositionList: ... CheckPosition
cast: da Position a DNode
19
class NodePositionList
20
10
Inserzione
addBefore(p, X)
p
A
B
A
B
C
p
C
newNode
X
p
newNode
A
B
X
C
21
class NodePositionList (addBefore)
newNode
2
A
B
p
1
X
3
v
C
1
2
3
22
11
class NodePositionList (remove)
p
vPrev
v
vNext
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Argomenti della lezione
ADT
Position
NodeList
interface
Position
PositionList
class
DNode
NodePositionList
inserzione
rimozione
Iteratore
ADT Iterator
ADT Iterable
interface PositionList (2)
class NodePositionList (2)
class ElementIterator<E>
Iteratore di Posizioni
interface PositionList (3)
class NodePositionList (3)
liste in java.util
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12
ADT Iterator
per scandire una collezione, un elemento alla volta
metodi
boolean hasNest()
controlla se ci sono ancora elementi inesplorati
Object next()
ritorna prossimo riferimento a prossimo elemento
il metodo remove() in genere non si implementa
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ADT Iterable
per collezioni che possono essere scandite con Iterator
metodo:
iterator(): ritorna un Iterator sulla collezione
esempio: seconda versione interfaccia PositionList
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13
Esempio uso iteratore in PositionList
nella classe NodePositionList
Esempio uso per metodo toString()
es.: fare con StringBuffer
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Esempio classe iteratore per PositionList
28
14
Iteratore di posizioni (in PositionList)
aggiunta del metodo positions() all’ interfaccia PositionList
ritorna un oggetto Iterable con le posizioni
terza versione interfaccia PositionList
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Iteratore di posizioni (in PositionList)
aggiunta del metodo positions() nella classe NodePositionList
ritorna un oggetto Iterable con le posizioni
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15
Costrutto Java 5 For-Each Loop GT: 6.3.2
Non aggiunge alcuna nuova funzionalità al linguaggio,
è utile per semplificare la formulazione di cicli
Sintassi :
for ( Declaration : Expression )
Statement;
Dichiarazione di una variabile; il tipo della variabile deve essere
compatibile con il tipo degli oggetti della collezione/array su cui viene
effettuata l’iterazione
Espressione denota un array o un oggetto collezione di tipo Iterable
Statement è l’istruzione semplice o composta che viene iterata, che
costituisce il corpo del ciclo
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Esempio con array
String primi[] = new String[] { "2", "3", "5", "7" };
String txt= " ";
Ciclo for normale
for (int i = 0; i < primi.length; i ++ )
txt = txt + " " + primi[i];
Dichiarazione
Espressione
Ciclo For-Each su array
for ( String str: primi )
txt = txt + " " + str;
Statement
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Esempio con oggetto collezione
List<String> parole = new ArrayList<String>();
// inserimento dati in oggetto collezione “parole”
parole.add("a1"); parole.add("b2"); parole.add("c3");
txt= " ";
Ciclo con Iterator
Iterator<String> it = parole.iterator();
while ( it.hasNext() ) {
String str = it.next();
txt = txt + " " + str;
}
Ciclo For-Each
for ( String str: parole ) {
txt = txt + " " + str;
}
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6.3.4 java.util.LinkedList
non ha concetto di posizione
usa un cursore sulla lista: posizione tra due elementi
Metodi di LinkedListIterator:
add(e): aggiunge elemento e alla posizione del cursore
hasNext():
hasPrevious():
previous(): ritorna l’elemento prec. e sposta indietro il cursore
next(): ritorna l’elemento seguente e sposta avanti il cursore
nextIndex(): ritorna l’indice dell’elemento precedente
previousIndex(): ritorna l’indice dell’elemento seguente
set(e): rimpiazza con e l’ultimo el. ritornato da next o previous
remove(): rimuove l’ultimo el. ritornato da next o previous
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6.3.4 problema iteratori multipli
iteratori multipli su una stessa collezione
se un iteratore modifica la collezione: Î sono guai!!
Java.util: fail fast
invalida tutti gli altri
interfaccia java.util.List
classi
java.util.ArrayList
java.util.LinkedList
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6.4 Java Collections Framework in java.util
Interfaccie
Collection: estende Iterable Î ha metodo iterator()
Iterator
List: estende Collection, metodo listIterator()
ListIterator: vedi slides prec.
Map: mappa chiavi a valori
Queue: coda con nomi suoi
Set: insiemi
classe java.util.LinkedList
metodi ADT deque (GT 5.3) e ADT arrayList (GT 6.1)
36
18
6.4.3 ADT Sequence
metodi ADT deque (GT 5.3), ADT arrayList (GT 6.1) e ADT node
list (GT 6.2).
+ due metodi di conversione indice Ù posizione
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Esercizi
C- 6.6: come gestire il caso in cui la posizione p appartenga ad
un’altra lista?
sugg.: identificare a che collezione appartiene la posizione con
variabile nell’oggetto Position
metodo in collezione
C- 6.15: come implementare iteratori fail fast, se la collezione
viene modificata?
sugg.: tenere contatore versione collezione
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