• 第 1 章 第 9 题 使用未初始化数组问题 设立辅助数组实现


    问题分析

      本题考察的实质是如何在不初始化数组的情况下使用数组。实现的关键是如何判断访问位是已经初始化了还是未初始化的,这里,我们必须可以使用辅助空间来记录下访问信息,在具体访问时进行单独的初始化操作。

    解决思路

      先做以下工作:

      1. 定义一个top变量,记录当前已经被访问了( 初始化了 )的元素个数。 PS:重复访问的不算

      2. 定义一个名为from的辅助数组,和数据数组各位相应,记录数据数组各位置元素被访问( 初始化 )的次序。 PS:重复访问的不算

      3. 定义一个名为to的数组,也和数据数组各位相应,其下标表示元素被访问的次序值表示访问次序对应的访问下标( 数据数组的 )。PS:重复访问的不算

      这样,当访问数据数组第 i 位元素的时候,首先判断它是否已经初始化。我们可以使用判断语句" if ( from[i] > 0 && from[i] < top && to[from[i]] == i) "判断该位置是否已经被初始化了。如果已经被初始化过,则直接返回数据数组的 i 位元素值,否则执行以下代码的初始化操作:

    1 from[i] = top; // 记录 i 位元素被访问的次序
    2 to[top] = i; // 记录访问次序对应的访问下标位
    3 data[i] = 0; // 数据元素初始化为0
    4 top++; // 记录" 已初始化 "元素的变量递增

    至于这种方案的正确性,请读者自行思考( 本人略笨思考了整一上午 )。

    代码实现

     1 #include <iostream>
     2 
     3 using namespace std;
     4 
     5 int top=0;
     6 
     7 int visit (int data[], int from[], int to[], int n, int i) {
     8     if (i > n) {
     9         cout << "访问越界" << endl;
    10         return 1;
    11     }
    12     if (from[i] >0 && from[i] < top && to[from[i]] == i) {
    13         return data[i];
    14     }
    15     else {
    16         from[i] = top;
    17         to[top] = i;
    18         data[i] = 0;
    19         top++;
    20 
    21         return data[i];
    22     }
    23 }
    24 
    25 int main()
    26 {
    27     // data数组存放待处理数据。
    28     // 另外两个数组为辅助数组。
    29     int data[10];
    30     int from[10];
    31     int to[10];
    32 
    33     // 打印这三个未初始化的数组
    34     cout << "打印访问前三数组的数据" << endl;
    35     for (int i=0; i<10; i++ ) {
    36         cout << data[i] << " | " << from[i] << " | " << to[i] << endl;
    37     }
    38 
    39     long v;
    40     int a;
    41     cout << "你要访问第几位的元素: " << endl;
    42     while (cin >> a) {
    43         v = visit(data, from, to, 10, a);
    44         cout << "访问结果: " << v << endl << endl;
    45         cout << "你要访问第几位的元素: " << endl;
    46     }
    47 
    48     // 打印这三个初始化了一部分的数组
    49     cout << endl << endl << "打印访问后三数组的数据" << endl;
    50     for (int i=0; i<10; i++ ) {
    51         cout << data[i] << " | " << from[i] << " | " << to[i] << endl;
    52     }
    53 
    54     return 0;
    55 } 

    运行结果( 测试访问位置 5 7 2 )

      程序将首先打印执行前三数组的数据( 均未有任何初始化 ):

      

      然后,访问5 7 2三个位置的元素:

      

      最后,程序打印访问了这三个位置的元素后三个数组的内容:

      

    说明

      本题具有较强的实际意义,它是一个空间换时间的典范。比如某mp4播放器要提高开机速度,就可以采用相似的原理省略掉开机时诸多数组初始化操作。更常见的是初始化矩阵操作( 比如对角线矩阵的初始化 )

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