Google    Youtube      Psv     สพม.11

หน่วยที่6โครงสร้างข้อมูลลิงค์ลิสต์

โครงสร้างข้อมูลลิงค์ลิสต์

วัตถุประสงค์เชิงพฤติกรรม (Behavioral Objectives)

หลังจากศึกษาจบบทเรียนนี้แล้ว นักศึกษาจะมีความสามารถดังนี้

(After studying this chapter, you will be able to)

1.       ศึกษาข้อมูลลิงค์ลิสต์

2.       แสดงตัวอย่างการปฏิบัติการพื้นฐานของลิงค์ลิสต์

3.       แสดงตัวอย่างลิงค์ลิสต์ทาเดียว

4.       แสดงตัวอย่างลิงค์ลิสต์วงกลม

5.       ปฏิบัติการลิงค์ลิสต์สองทาง

6.       ปฏิบัติการลิงค์ลิสต์หลายทาง

7.       จัดบอร์ดเชิงปฏิบัติการ “โครงสร้างข้อมูลลิงค์ลิสต์”

8.       สนทนาเชิงปฏิบัติการ “ลิงค์ลิสต์วงกลม”

9.       อธิบายคำศัพท์ได้ 12 คำ

โครงสร้างข้อมูลลิ้งค์ลิสต์

วิธีแก้ปัญหาในการย้ายข้อมูลที่พบในการจัดเก็บที่มีรูปแบบเรียงตามลำดับ(Sequential)เปลี่ยนมาใช้รูปแบบไม่เรียงตามลำดับ(Non-sequential)ซึ่งรูปแบบการเรียงตามลำดับจะมีสมาชิกเรียงต่อเนื่องติดกันในทางตรรกะ (Logical) และทางกายภาพ(Physical)เป็นแบบเดียวกัน แต่รูปแบบไม่เรียงตามลำดับสมาชิกต่อเนื่องติดกันในทางตรรกะ ส่วนทางกายภาพไม่จำเป็นต้องเหมือนกัน โดยในทางตรรกะจะแสดงด้วยแต่ละสมาชิกมีการชี้ (Point) ต้อไปยังสมาชิกตัวถัดไป สมาชิกทุกตัวในรายการจึงถูกเชื่อมต่อ (Link) เข้าด้วยกัน ดังรูปที่ 6.1 เป็นรายการเชื่อมต่อหรือเรียกว่าลิ้งค์ลิสต์ (Linked List) มีสมาชิก N ตัว แต่ละสมาชิกเรียกว่าโหนด (Node)มีตัวแปรพอยน์เตอร์ First ชี้ไปยังโหนดแรกของรายการ แต่ละโหมดมีตัวเชื่อมเป็นพอยน์เตอร์ที่ชี้ไปยังโหนดถัดไปโดยโหนดสุดท้ายมีค่าเป็น NULL แสดงให้ทราบว่าไม่ได้ชี้ไปยังโหมดถัดไป แต่ละโหนดเป็นโครงสร้างข้อมูลเรคคอร์ด ประกอบด้วยสองส่วน คือ

1.ส่วนเก็บข้อมูล (Info) ใช้เก็บข้อมูลข่าวสารที่มีโครงสร้างข้อมูลเบื้องต้นหรือเรียบง่าย

2.ส่วนการเชื่อมต่อ (Next) เป็นตัวชี้หรือพอยน์เตอร์เก็บค่าแอดเดรสใช้อ้างไปยังโหนดถัดไปในหน่วยความจำ

สำหรับในทางกายภาพของลิ้งค์ลิสต์ แต่ละดหนดไม่จำเป็นต้องอยู่ติดกัน อาจกระจัดกระจายไปยู่ส่วนไหนก็ได้ในหน่วยความจำโดยมีตัวเชื่อมชี้ไปยังตัวตำแหน่งของโหนดถัดไป

ดังที่กล่าวในตอนต้นโครงสร้างสแตกและคิวมีการใช้อาร์เรย์ในการเก็บค่า สมาชิกทุกตัวจึงถูกจำกัดให้เป็นชนิดเดียวกัน(Homogenous) ซึ่งแก้ไขโดยเปลี่ยนมาใช้ลิ้งค์ลิสต์ที่มีโครงสร้างข้อมูลต่างกันได้ นอกจากนี้ยังมีผลดีในการปฏิบัติการแทรกข้อมูลหรือลบข้อมูล เพียงแต่ย้ายการชี้ของตัวแปรพอยน์เตอร์เท่านั้น ทำให้สมาชิกอื่นไม่มีผลกระทบ แต่ในกรณีค่าใช้จ่ายแล้วลิงค์ลิสต์จะสูงกว่าที่ต้องใช้พื้นที่เผิ่มมากขึ้นสำหรับส่วนการเชื่อมต่อเพื่อชี้ไปยังโหนดถัดไป และการค้นหาโหนดที่ต้องการใช้เวลามากเนื่องจากเป็นการค้นหาเรียงตามลำดับ (Sequential Search) ได้โหนดเดียวโดยเริ่มต้นที่โหนดแรกเสมอ

การปฏิบัติการพื้นฐานของลิงค์ลิสต์

สิ่งสำคัญอย่างหนึ่งในการใช้โครงสร้างข้อมูลลิงค์ลิสต์ คือ ตัวแปรพอยน์เตอร์ (Pointer Variable) ซึ่งเก็บค่าเป็นตำแหน่งแอดเดรสในหน่วยความจำ (Memory Address) ในการปฏิบัติการกับลิ้งค์ลิสต์และให้มีความถูกต้องจะใช้ตัวแปรพอยน์เตอร์ในการจัดการเรื่องต่อไปนี้

1.ใช้ทดสอบกับค่า NULL

2.ใช้ทดสอบว่ามีค่าเท่ากับตัวแปรพอยน์เตอร์อื่น

3.กำหนดให้มีค่าเป็น NULL

4.กำหนดให้ชี้ไปยังโหนด

ชุดปฏิบัติการของลิ้งค์ลิสต์ที่ทกวานร่วมกับตัวแปรพอยน์เตอร์ มีดังนี้

1.Node(P)  ส่งโหนดที่ถูกชี้ด้วยต้วแปรพอยน์เตอร์ P กลับมาให้

2.INFO(P) ส่งค่าในส่วนเก็บข้อมูลของโหนดที่ถูกชี้ด้วยตัวแปรพอยน์เตอร์ P กลับมาให้

3.Next(P)  ส่งพอยน์เตอร์ในส่วนการเชื่อมต่อขยองโหนดที่ถูกชี้ด้วยตัวแปรพอยน์เตอร์ P กลับมาให้

การแทรกโหนดไว้ในลิ้งค์ลิสต์

อัลกอลิทึมในการแทรกโหนดใหม่เข้าไปไว้ในลิ้งค์ลิสต์การแทรกโหนดใหม่ไว้ในลิ้งค์ลิสต์ โดยเริ่มต้นสร้างเป็นโหนด I ในหน่วยความจำกำหนดส่วนเก็บข้อมูลมีค่า L ส่วนการเชื่อมต่อมี่ค่าเป็น NULL ซึ่งมีตัวแปรพอยน์เตอร์ New  ชี้อยู่ ดังในรูปที่ 6.2 และมีลิงค์ลิสต์ที่ต้องการแทรกโหนดใหม่เข้ามาระหว่างโหนด 2 เป็นโหนดก่อนหน้า (Predecessor) และโหนด 3 เป็นโหนดถัดไป (Successor) ดังนั้นจึงกำหนดให้ตัวแปรพอยน์เตอร์ P ชี้ไปยังโหนด 2 และขั้นตอนในการแทรกประกอบด้วย

(a)      Next(New) =Next (P) กำหนดให้ตัวชี้ของโหนด I เปลี่ยนไปชี้ยังโหนด 3 ซึ่งเป็นส่วนหลังของการแทรกโหนดใหม่ ในรูปที่ 6.3

(b)     Next(P) =New กำหนดให้ตัวชี้ของโหนด 2 ที่มีตัวแปรพอยน์เตอร์ P ชี้อยู่เปลี่ยนไปชี้ยังโหนด I ที่มีตัวแปรพอยน์เตอร์ New ชี้อยู่ ในรูปที่ 6.4

เมื่อการแทรกโหนดเสร็จสิ้น โหนด I จะมาต่อจากโหนดก่อนหน้าและแทนที่ลำดับของโหนดถัดไป การทำงานดังกล่าวจะมีเพียง 2 โหนดที่เดี่ยวขอ้งคือโหนดใหม่ I และโหนดที่ตัวแปรพอยน์เตอร์ P ชี้อยู่ ส่วนโหนดอื่นๆ ไม่ถูกเรียกใช้งานเรือเปลี่ยนแปลง

การลบโหนดออกจากลิ้งค์ลิสต์

อัลกอริทึมในการลบโหนดออกจากลิ้งค์ลิสต์ เป็นอัลกอริทึมในการลบโหนดออกจากลิ้งค์ลิสต์ โดยเริ่มต้นให้ตัวแปรพอยน์เตอร์ P ชี้ไปโหนด 2 ซึ่งเป็นโหนดก่อนหน้าโหนด 3 ที่ต้องการลบ และชั้นตอนในการลบประกอบด้วย

(a)       Q = Next (P) เป็นการใช้ตัวแปรพอยน์เตอร์ Q เป็นตัวช่วย กำหนดให้ชี้ไปยังโหนด 3 ที่ต้องการลบในรูปที่ 6.6

(b)     Next(P) =Next (Q)  กำหนดให้ตัวชี้ของโหนด 2 ที่มีตัวแปรพอยน์เตอร์ P ชี้อยู่เปลี่ยนไปชี้ยังโหนด 4 ซึ่งเป็นโหนดถัดไปหลังโหนดที่ตัวแปรพอยน์เตอร์ Q ชี้อยู่
(c) Free (Q) หลังจากนั้นจึงปลดปล่อยโหนดที่ต้องการลบซึ่งมีตัวพอยน์เตอร์ Q ชี้อยู่ เพื่อคืนพื้นที่หน่วยความจำของโหนดที่ลบไปและนำไปใช้กับงานอื่นได้ (Reuse)ได้เป็น

ลำดับการทำงานดังกล่าวจะเห็นว่ามีเพียง 2 โหนดเท่านั้นที่มาเกี่ยวข้อง คือ โหนดที่ตัวแปรพอยน์เตอร์ P และ  Q ชี้อยู่ ส่วนโหนดอื่นๆ ไม่ถูกเรียกใช้งานหรือเปลี่ยนแปลง ยกเว้นในกรณีที่ตัวแปรพอยน์เตอร์ P ชี้ไปยังโหนดสุดท้ายไม่สามารถลบโหนดถัดไปได้ ซึ่งต้องมีการไขอัลกอริทึมโดยตรวจสอบก่อนจะทำการลบ

 

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s