Открыто
20.04.2023, 06:59
Реализовать модуль для работы с бинарными деревьями поиска (binary search tree). Подразумеваются обычные деревья, без балансировки.
Python interface:
class _Node:
"""Single node of a tree. Keeps references to parent, left, right and some data."""
pass
class Tree:
"""Tree itself. Keeps root node of a tree and a comparision function."""
pass
def create(cmp_func):
"""Create empty tree."""
...
def clear(tree):
"""Clear tree but do not destroy tree itself."""
...
def size(tree):
"""Return number of elements."""
...
def find(tree, data):
"""Find element with equal data and return its data if any."""
...
def insert(tree, data):
"""Insert data into tree and return replaced data if any."""
...
def delete(tree, data):
"""Delete element with equal data and return its data if any."""
...
def foreach(tree, func):
"""Call func for every element's data in tree in infix-order."""
...
C interface:
typedef void * Pointer;
typedef int (*CmpFunc)(Pointer data1, Pointer data2);
typedef struct tBSTNode {
Pointer data;
/* ... */
} BSTNode;
typedef struct tBST {
BSTNode *root;
CmpFunc cmp_func; /* all data comparisons should be done
with help of this func! */
/* ... */
} BST;
// Create empty tree
BST * bst_create(CmpFunc cmp_func);
// Clear tree but do not destroy tree struct
void bst_clear(BST *tree);
// Completely destroy tree
void bst_destroy(BST *tree);
size_t bst_size(BST *tree);
// Find element with equal data and return its data if any else NULL
Pointer bst_find(BST *tree, Pointer data);
// Return data which was replaced by this insertion if any else NULL
Pointer bst_insert(BST *tree, Pointer data);
// Delete node with equal data and return its data if any else NULL
Pointer bst_delete(BST *tree, Pointer data);
// Call foreach_func for every node's data in tree passing given extra_data
void bst_foreach(BST *tree,
void (*foreach_func)(Pointer data, Pointer extra_data),
Pointer extra_data);
Для лучшего понимания нужно реализовать абстрактный тип данных ассоциативный массив (отображение, словарь, map) с использованием данного дерева.
Python interface: в таком случае в дереве могут храниться пары из ключа и значения, причем функция сравнения работает с первым, а при запросе данные выдается второе.
C interface: В таком
случае в дереве будут храниться указатели на Entry
, содержащие ключ, по
которому работает функция сравнения, и некоторое значение, соответствующее
ключу.
typedef struct tEntry {
Pointer key;
Pointer value;
}
Каждая функция модуля должна быть протестирована с помощью assert
.
Также предусмотреть нагрузочное тестирование: добавление большого числа случайных элементов в дерево, затем извлечение всех элементов, которые были добавлены.