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Lec06 資料結構 第四週課程 [C/C++] C/C++ 箭頭(->) 、點(.)、雙冒號(::) 用法

Rewind

String Matching Task

最笨的作法是一個字元依依比對

KMP Algorithm

  • 有沒有可能一次不要只移動一個字元，

  • 又充分利用已經比對過的資訊進行位移

原理

運用到的就是建立一個Failure Function，如下圖為例，在index=5的地方failure function是3，代表從index=5往回看3個字元，會和整個字串的開頭往後看3個字元會相等

這樣的話就可以快速的移動比對的字串，例如下圖，index i和j不相等，則可以往回看j-1的failure function儲存的相等字元有多少，如果是3代表可以直接移動到P到相等字元的地方(也就是p[3+1]的地方開始比對)，也就是粉紅色的地方對齊，這樣的話就可以移動不只一個字元

Implementation

:::info Prefix (Failure) Function can refer to 1:05:00 KMP Matcher can refer to orignal video at timestamp 1:14:00 實際操作：1:14:10 :::

Order

此演算法有分兩個phase，前一個是要計算failure function $O(m)$，後一個phase是matching $O(n)$ 所以總共是：$O(m+n)$

Note

Stack

  • Last In First Out Top Pointer永遠指向最後進來的element
  • Application
    • Function Call的Return Address或是其他Passing Parameters都會儲存在Stack中
  • Implementation :::info How to implement? Array Or Link List ::: :::spoiler Structure 
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      Template <class KeyType>
  class Stack
  {// objects: A finite ordered list with zero or more elements

      public:
          Stack (int MaxStackSize = DefaultSize);
          // Create an empty stack whose maximum size is MarStackSize
          Boolean IsFull();
          // if number of elements in the stack is equal to the maximum size
          // of the stack, return TRUE(1) else return FALSE(0)
          void Add(const KeyType& item);
          // if IsFull(), then StackFull(); else insert item into the top of the stack.
          Boolean IsEmpty();
          // if number of elements in the stack is 0, return TRUE(1) else return FALSE(0)
          KeyType* Delete(KeyType&);
          // if IsEmpty(), then StackEmpty() and return O;
          // else remove and return a pointer to the top element of the stack.
      private:
          int top;
          KeyType *stack;
          int MaxSize,
          template<class KeyType>
          Stack<KeyType>::Stack(int MaxStackSize):MaxSize(Max.StackSize)
          {
              stack=new KeyType(MaxSize),
              top=-1;
          }
          template<classs KeyType>
          inline Boolean Stack<KeyType>::IsFul1()
          {
              if (top==MarSize-1) return TRUE,
              else return FALSE;
          }
          template<classs KeyType>
          inline Boolean Stack<KeyType>::IsEmpty()
          {
              if (top==-1)return TRUE;
              else return FALSE;
          }
  };

    :::

    :::spoiler Add to a stack

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      Template <class KeyType>
  void Stack<Key Type>::Add(const KeyType& x)
  {
      /* add an item to the global stack */
      if (IsFull())
          stack_full( );
      else
          stack[++top]-x;
  }

    :::

    :::spoiler Delete from a stack

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      Template <class Key Type>
  KeyType*Stack<KeyType>::Delete(KeyType&x)
  {
      /* return the top element from the stack */
      if (IsEmpty())
      {
          stack_empty( ); /* returns and error key
          return 0;
      }
      x=stack[top--];
      return &x;
  }

    :::

Queue

  • First In First Out

  • Application
    • 在OS中的Job Scheduling的其中一種方式，誰先進入這個Queue，OS就先服務誰，但這個方式很不好，如果第一個Job的工作量很大，則後面其他Job的waiting time就會很長，所以另外一種方式是利用Priority Queue的方式
  • Implementation :::spoiler Abstract Data Type of Queue 
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      Template <class KeyType>
  class Queue
  {
      // objects: A finite ordered list with zero or more elements
      public:
          Queue(int MaxQueueSize = DefaultSize);
          // Create an empty queue whose maximum size is MaxQueueSize
          Boolean IsFull();
          // if number of elements in the queue is equal to the maximum size of
          // the queue, return TRUE(1); otherwise, return FALSE(0)
          void Add(const KeyType& item);
          // if IsFull(), then QueueFull(); else insert item at rear of the queue
          Boolean IsEmptyO;
          l/ if number of elements in the queue is equal to O, return TRUE(1)
          l/ else retur FALSE(0)
          KeyType* Delete(KeyType&);
          // if IsEmptyO, then QueueEmpty() and return O;
          // else remove the item at the front of the queue and return a pointer to it
  }

    :::