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2010年12月25日 #

二叉排序树相关

    在二叉排序树上进行查找时的平均查找长度和二叉树的形态有关:
    ①在最坏情况下,二叉排序树是通过把一个有序表的n个结点依次插入而生成的,此时所得的二叉排序树蜕化为棵深度为n的单支树,它的平均查找长度和单链表上的顺序查找相同,亦是(n+1)/2。
    ②在最好情况下,二叉排序树在生成的过程中,树的形态比较匀称,最终得到的是一棵形态与二分查找的判定树相似的二叉排序树,此时它的平均查找长度大约是lgn。
    ③插入、删除和查找算法的时间复杂度均为O(lgn)。

    二叉排序树和二分查找的比较
    就平均时间性能而言,二叉排序树上的查找和二分查找差不多。
    就维护表的有序性而言,二叉排序树无须移动结点,只需修改指针即可完成插入和删除操作,且其平均的执行时间均为O(lgn),因此更有效。二分查找所涉及的有序表是一个向量,若有插入和删除结点的操作,则维护表的有序性所花的代价是O(n)。当有序表是静态查找表时,宜用向量作为其存储结构,而采用二分查找实现其查找操作;若有序表里动态查找表,则应选择二叉排序树作为其存储结构。

     输入序列决定了二叉查找树的形态。二叉查找树的中序序列是一个有序序列。所以对于一个任意的关键字序列构造一棵二叉查找树,其实质是对此关键字序列进行排序,使其变为有序序列。因此,人们又常常将二叉查找树称为二叉排序树。通常将这种排序称为树排序(Tree Sort),可以证明这种排序的平均执行时间亦为O(nlgn)。对相同的输入实例,树排序的执行时间约为堆排序的2至3倍。因此在一般情况下,构造二叉排序树的目的并非为了排序,而是用它来加速查找,这是因为在一个有序的集合上查找通常比在无序集合上查找更快,“查找树"的名称也由此而来。

posted @ 2010-12-25 18:48 pamler| 编辑 收藏

2010年12月10日 #

Const 相关(转载)

看到const 关键字,C++程序员首先想到的可能是const 常量。这可不是良好的条件反射。如果只知道用const 定义常量,那么相当于把火药仅用于制作鞭炮。const 更大的魅力是它可以修饰函数的参数、返回值,甚至函数的定义体。

const 是constant 的缩写,“恒定不变”的意思。被const 修饰的东西都受到强制保护,可以预防意外的变动,能提高程序的健壮性。所以很多C++程序设计书籍建议:“Use const whenever you need”。

1.用const 修饰函数的参数

如果参数作输出用,不论它是什么数据类型,也不论它采用“指针传递”还是“引用传递”,都不能加const 修饰,否则该参数将失去输出功能。const 只能修饰输入参数:

如果输入参数采用“指针传递”,那么加const 修饰可以防止意外地改动该指针,起到保护作用。

例如StringCopy 函数:

void StringCopy(char *strDestination, const char *strSource);

其中strSource 是输入参数,strDestination 是输出参数。给strSource 加上const修饰后,如果函数体内的语句试图改动strSource 的内容,编译器将指出错误。

如果输入参数采用“值传递”,由于函数将自动产生临时变量用于复制该参数,该输入参数本来就无需保护,所以不要加const 修饰。

例如不要将函数void Func1(int x) 写成void Func1(const int x)。同理不要将函数void Func2(A a) 写成void Func2(const A a)。其中A 为用户自定义的数据类型。

对于非内部数据类型的参数而言,象void Func(A a) 这样声明的函数注定效率比较底。因为函数体内将产生A 类型的临时对象用于复制参数a,而临时对象的构造、复制、析构过程都将消耗时间。

为了提高效率,可以将函数声明改为void Func(A &a),因为“引用传递”仅借用一下参数的别名而已,不需要产生临时对象。但是函数void Func(A &a) 存在一个缺点:

“引用传递”有可能改变参数a,这是我们不期望的。解决这个问题很容易,加const修饰即可,因此函数最终成为void Func(const A &a)。

以此类推,是否应将void Func(int x) 改写为void Func(const int &x),以便提高效率?完全没有必要,因为内部数据类型的参数不存在构造、析构的过程,而复制也非常快,“值传递”和“引用传递”的效率几乎相当。

问题是如此的缠绵,我只好将“const &”修饰输入参数的用法总结一下。

 

对于非内部数据类型的输入参数,应该将“值传递”的方式改为“const 引用传递”,目的是提高效率。例如将void Func(A a) 改为void Func(const A &a)。

 

对于内部数据类型的输入参数,不要将“值传递”的方式改为“const 引用传递”。否则既达不到提高效率的目的,又降低了函数的可理解性。例如void Func(int x) 不应该改为void Func(const int &x)。

2 用const 修饰函数的返回值
如果给以“指针传递”方式的函数返回值加const 修饰,那么函数返回值(即指针)的内容不能被修改,该返回值只能被赋给加const 修饰的同类型指针。例如函数
const char * GetString(void);
如下语句将出现编译错误:
char *str = GetString();
正确的用法是
const char *str = GetString();
如果函数返回值采用“值传递方式”,由于函数会把返回值复制到外部临时的存储单元中,加const 修饰没有任何价值。
例如不要把函数int GetInt(void) 写成const int GetInt(void)。
同理不要把函数A GetA(void) 写成const A GetA(void),其中A 为用户自定义的数据类型。
如果返回值不是内部数据类型,将函数A GetA(void) 改写为const A & GetA(void)的确能提高效率。但此时千万千万要小心,一定要搞清楚函数究竟是想返回一个对象的“拷贝”还是仅返回“别名”就可以了,否则程序会出错。
函数返回值采用“引用传递”的场合并不多,这种方式一般只出现在类的赋值函数中,目的是为了实现链式表达。

例如:
class A
{
A & operate = (const A &other); // 赋值函数
};
A a, b, c; // a, b, c 为A 的对象

a = b = c; // 正常的链式赋值
(a = b) = c; // 不正常的链式赋值,但合法
如果将赋值函数的返回值加const 修饰,那么该返回值的内容不允许被改动。上例中,语句 a = b = c 仍然正确,但是语句 (a = b) = c 则是非法的。
3 const 成员函数
任何不会修改数据成员的函数都应该声明为const 类型。如果在编写const 成员函数时,不慎修改了数据成员,或者调用了其它非const 成员函数,编译器将指出错误,这无疑会提高程序的健壮性。以下程序中,类stack 的成员函数GetCount 仅用于计数,从逻辑上讲GetCount 应当为const 函数。编译器将指出GetCount 函数中的错误。
class Stack
{
public:
void Push(int elem);
int Pop(void);
int GetCount(void) const; // const 成员函数
private:
int m_num;
int m_data[100];
};
int Stack::GetCount(void) const
{
++ m_num; // 编译错误,企图修改数据成员m_num
Pop(); // 编译错误,企图调用非const 函数
return m_num;
}
const 成员函数的声明看起来怪怪的:const 关键字只能放在函数声明的尾部,大概是因为其它地方都已经被占用了。
关于Const函数的几点规则:

a. const对象只能访问const成员函数,而非const对象可以访问任意的成员函数,包括const成员函数.
b. const对象的成员是不可修改的,然而const对象通过指针维护的对象却是可以修改的.
c. const成员函数不可以修改对象的数据,不管对象是否具有const性质.它在编译时,以是否修改成员数据为依据,进行检查.
e. 然而加上mutable修饰符的数据成员,对于任何情况下通过任何手段都可修改,自然此时的const成员函数是可以修改它的

原文地址:http://www.cnblogs.com/Fancyboy2004/archive/2008/12/23/1360810.html

posted @ 2010-12-10 21:22 pamler| 编辑 收藏

C++操作符重载

重载操作符具有返回类型和形参表,如下语句

Sales_item operater+(const Sales_item&const Sales_item&);

声明了加号操作符,可用于将两个Sales_item对象“相加”并获得一个Sales_item对象的副本
通过连接其他合法符号可以创建新的操作符。例如,定义一个operator**以提供求幂运算是合法的

用于内置类型的操作符,其含义不能改变。例如,内置的整型加号操作符不能重定义
//error: cannot redefine built-in operator for ints
int operator+(intint);

优先级和结合性固定,且不再具备短路求值特性,例如,在&&和||的重载版本中,两个操作数都要进行求值,而且对操作数的求值顺序不做规定。因此,重载&&和||不是一种很好的做法。

注意对称的操作符,例如算术操作符,相等操作符,关系操作符和位操作符

赋值(=)、下标([ ])、调用(( ))、和成员访问箭头(—>)等操作符必须定义为成员,将这些操作符定义为非成员函数将在编译时标记为错误,而一般将算术和关系操作符定义为非成员函数。

赋值必须返回对*this的引用

posted @ 2010-12-10 20:11 pamler| 编辑 收藏

C++头文件重复定义问题的处理(转载)

在设计一个类的时候,通常是将类的定义及类成员函数的声明放到头文件(即.h文件)中,将类中成员函数的实现放到源文件(即.cpp)中。对于animal类需要animal.h和animal.cpp两个文件,同样,对于fish类需要fish.h和fish.cpp。

animal.h
    //在头文件中包含类的定义及类成员函数的声明

    class animal 
    

    
public
        animal(); 
        
~animal(); 
        
void eat(); 
        
void sleep(); 
        
virtual void breathe(); 
    }


 animal.cpp
    //在源文件中包含类中成员函数的实现
 #include "animal.h"         //因为在编译animal.cpp时,编译器不知道animal到底 
                                是什么,所以要包含animal.h,这样,编译器就知道animal 
                                是一种类的类型 
    #include 
<iostream.h>       //在包含头文件时,<>和""有什么区别?<>和""表示编译器 
                                在搜索头文件时的顺序不同,<>表示从系统目录下开始搜索, 
                                然后再搜索PATH环境变量所列出的目录,不搜索当前目录; 
                                
""是表示先从当前目录搜索,然后是系统目录和PATH环境 
                                     变量所列出的目录。所以如果我们知道头文件在系统目录下 
                                就可以直接用
<>,这样可以加快搜索速度 
    animal::animal()            
//::叫做作用域标识符,用于指明一个函数属于哪个类或一 
                                个数据成员属于哪个类。::前面如果不跟类名,表示是全局 
    
{                           函数(即非成员函数)或全局数据 
    }
                          
      
    animal::
~animal() 
    

    }
 
      
    
void animal::eat()          //注意:虽然我们在函数体中什么也没写,但仍然是实现了 
                                这个函数 
    

    }
 
      
    
void animal::sleep() 
    

    }
 
      
    
void animal::breathe()      //注意,在头文件(.h文件)中加了virtual后,在源文 
                                件(.cpp文件)中就不必再加virtual了 
    
{                          
      
        cout
<<"animal breathe"<<endl; 
    }
 

fish.h
#include "animal.h"         //因fish类从animal类继承而来,要让编译器知道 
                                animal是一种类的类型,就要包含animal.h头文件 
    
class fish:public animal 
    

    
public
         
void breathe(); 
    }


fish.cpp
 #include "fish.h" 
    #include 
<iostream.h> 
    
void fish::breathe() 
    

        cout
<<"fish bubble"<<endl; 
    }
 

EX10.cpp
    #include "animal.h" 
    #include 
"fish.h" 
    
void fn(animal *pAn) 
    

        pAn
->breathe(); 
    }
 
    
void main() 
    

        animal 
*pAn; 
        fish fh; 
        pAn
=&fh; 
        fn(pAn); 
    }
 

现在我们就可以按下键盘上的F7功能键编译整个工程了,编译结果如下:


    为什么会出现类重复定义的错误呢?请读者仔细查看EX10.cpp文件,在这个文件中包含了animal.h和fish.h这两个头文件。当编译器编译EX10.cpp文件时,因为在文件中包含了animal.h头文件,编译器展开这个头文件,知道animal这个类定义了,接着展开fish.h头文件,而在fish.h头文件中也包含了animal.h,再次展开animal.h,于是animal这个类就重复定义了。 

    读者可以测试一下,如果我们多次包含iostream.h这个头文件,也不会出现上面的错误。要解决头文件重复包含的问题,可以使用条件预处理指令。修改后的头文件如下:

animal.h

 #ifndef ANIMAL_H_H      //我们一般用#define定义一个宏,是为了在程序中使用,使程 
                                序更加简洁,维护更加方便,然而在此处,我们只是为了判断 
    
#define ANIMAL_H_H      ANIMAL_H_H是否定义,以此来避免类重复定义,因此我们没有为 
                            其定义某个具体的值。在选择宏名时,要选用一些不常用的名字, 
    
class animal            因为我们的程序经常会跟别人写的程序集成,如果选用一个很常用 
                            的名字(例如:X),有可能会造成一些不必要的错误 
    

    
public
         animal(); 
         
~animal(); 
         
void eat(); 
         
void sleep(); 
         
virtual void breathe(); 
    }

    
#endif 


 fish.h

#include "animal.h" 
    #ifndef FISH_H_H 
    
#define FISH_H_H 
    
class fish:public animal 
    

    
public
         
void breathe(); 
    }

    
#endif 


我们再看EX10.cpp的编译过程。当编译器展开animal.h头文件时,条件预处理指令判断ANIMAL_H_H没有定义,于是就定义它,然后继续执行,定义了animal这个类;接着展开fish.h头文件,而在fish.h头文件中也包含了animal.h,再次展开animal.h,这个时候条件预处理指令发现ANIMAL_H_H已经定义,于是跳转到#endif,执行结束。

    通过分析,我们发现在这次的编译过程中,animal这个类只定义了一次。

原文地址:http://www.cnblogs.com/linyang/archive/2009/02/23/1396512.html

posted @ 2010-12-10 14:24 pamler| 编辑 收藏

C++内联函数介绍(转载)

    介绍内联函数之前,有必要介绍一下预处理宏。内联函数的功能和预处理宏的功能相似。相信大家都用过预处理宏,我们会经常定义一些宏,如

#define TABLE_COMP(x) ((x)>0?(x):0) 
 
就定义了一个宏。

    为什么要使用宏呢?因为函数的调用必须要将程序
执行的顺序转移到函数所存放在内存中的某个地址,将函数的程序内容执行完后,再返回到转去执行该函数前的地方。这种转移操作要求在转去执行前要保存现场并记忆执行的地址,转回后要恢复现场,并按原来保存地址继续执行。因此,函数调用要有一定的时间和空间方面的开销,于是将影响其效率。而宏只是在预处理的地方把代码展开,不需要额外的空间和时间方面的开销,所以调用一个宏比调用一个函数更有效率。

    但是宏也有很多的不尽人意的地方。
    1、宏不能访问对象的私有成员。
    2、宏的定义很容易产生二意性。

    我们举个例子:

#define TABLE_MULTI(x) (x*x)

    我们用一个数字去调用它,TABLE_MULTI(10),这样看上去没有什么错误,结果返回100,是正确的,但是如果我们用TABLE_MULTI(10+10)去调用的话,我们期望的结果是400,而宏的调用结果是(10+10*10+10),结果是120,这显然不是我们要得到的结果。避免这些错误的方法,一是给宏的参数都加上括号。

#define TABLE_MULTI(x) ((x)*(x))

    这样可以确保不会出错,但是,即使使用了这种定义,这个宏依然有可能出错,例如使用TABLE_MULTI(a++)调用它,他们本意是希望得到(a+1)*(a+1)的结果,而实际上呢?我们可以看看宏的展开结果: (a++)*(a++),如果a的值是4,我们得到的结果是5*6=30。而我们期望的结果是5*5=25,这又出现了问题。事实上,在一些C的库函数中也有这些问题。例如: Toupper(*pChar++)就会对pChar执行两次++操作,因为Toupper实际上也是一个宏。 

    我们可以看到宏有一些难以避免的问题,怎么解决呢?

    下面就是用我要介绍的内联函数来解决这些问题,我们可以使用内联函数来取代宏的定义。而且事实上我们可以用内联函数完全取代预处理宏。

    内联函数和宏的区别在于,宏是由预处理器对宏进行替代,而内联函数是通过编译器控制来实现的。而且内联函数是真正的函数,只是在需要用到的时候,内联函数像宏一样的展开,所以取消了函数的参数压栈,减少了调用的开销。你可以象调用函数一样来调用内联函数,而不必担心会产生于处理宏的一些问题。

    我们可以用Inline来定义内联函数,不过,任何在类的说明部分定义的函数都会被自动的认为是内联函数。

    下面我们来介绍一下内联函数的用法。

    内联函数必须是和函数体申明在一起,才有效。像这样的申明Inline Tablefunction(int I)是没有效果的,编译器只是把函数作为普通的函数申明,我们必须定义函数体。

Inline tablefunction(int I) {return I*I};

    这样我们才算定义了一个内联函数。我们可以把它作为一般的函数一样调用。但是执行速度确比一般函数的执行速度要快。
    我们也可以将定义在类的外部的函数定义为内联函数,比如:

Class TableClass{
 Private:
  Int I,j;
 Public: 
  Int add() 
return I+j;};
  Inline 
int dec() return I-j;}
  Int GetNum();
}

inline 
int tableclass::GetNum(){
return I;
}

    上面申明的三个函数都是内联函数。在C++中,在类的内部定义了函数体的函数,被默认为是内联函数。而不管你是否有inline关键字。

    内联函数在C++类中,应用最广的,应该是用来定义存取函数。我们定义的类中一般会把数据成员定义成私有的或者保护的,这样,外界就不能直接读写我们类成员的数据了。对于私有或者保护成员的读写就必须使用成员接口函数来进行。如果我们把这些读写成员函数定义成内联函数的话,将会获得比较好的效率。

Class sample{
 Private:
  Int nTest;
 Public:
  Int readtest()
return nTest;}
 Void settest(
int I) {nTest=I;}
}
 

    当然,内联函数也有一定的局限性。就是函数中的执行代码不能太多了,如果,内联函数的函数体过大,一般的编译器会放弃内联方式,而采用普通的方式调用函数。这样,内联函数就和普通函数执行效率一样了。

    原文地址:http://www.yesky.com/221/204721.shtml

posted @ 2010-12-10 13:57 pamler| 编辑 收藏

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