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字典

（數據結構中元素的集合）

字典（dictionary）是一些元素的集合。每個元素有一個稱作key 的域，不同元素的key 各不相同。有關字典的操作有：插入具有給定關鍵字值的元素、在字典中尋找具有給定關鍵字值的元素、刪除具有給定關鍵字值的元素。

中文名: 字典
外文名: dictionary
實質: 一些元素的集合

操作: 插入元素、尋找元素、刪除元素
訪問方式: 隨機訪問、順序訪問
應用學科: 計算機科學、測繪科學、控制科學

字典抽象數據類型描述

抽象數據類型Dictionary的描述如下所示。若僅按照一個字典元素本身的關鍵字來訪問該元素，則稱為隨機訪問（random access）。而順序訪問（sequential access）是指按照關鍵字的遞增順序逐個訪問字典中的元素。順序訪問需藉助於Begin (用來返回關鍵字最小的元素)和Next (用來返回下一個元素)等操作來實現。

抽象數據類型Dictionary {

實例

具有不同關鍵字的元素集合

操作

Create( )：創建一個空字典

Search(k, x)：搜索關鍵字為k的元素，結果放入x；

如果沒找到，則返回f a l s e，否則返回t r u e

Insert (x)：向字典中插入元素x

Delete (k, x)：刪除關鍵字為k的元素，並將其放入x

}^[1]

字典重複元素字典

有重複元素的字典（dictionary with duplicates）與上面定義的字典相似，只是它允許多個

元素有相同的關鍵字。在有重複元素的字典中，在進行搜索和刪除時需要一個規則來消除岐義。也就是説，如果要搜索(或刪除)關鍵字為k的元素，在有些字典應用中，可能需要刪除在某個時間以後插入的所有元素。^[1]

字典應用實例

字典學生成績

一個班中註冊學習數據結構課程的學生構成了一個字典。當有一個新學生註冊時，就要在字典中插入與該學生相關的元素(記錄)。當有人要放棄這門課程時，則刪除他的記錄。在上課過程中，老師可以查詢字典以得到與某特定學生相關的記錄或修改記錄(例如，加入或修改考試成績)。學生的姓名域可作為關鍵字。

字典符號表

在編譯器中定義用户描述符的符號表（symbol table）就是一個有重複元素的字典。當定義一個描述符時，要建立一個記錄並插入到符號表中。記錄中包括作為關鍵字的描述符以及其他信息，如描述符類型( i n t，float等)和(相關的)存儲其值的內存地址。因為同樣的描述符名可以定義多次(在不同的程序塊中)，所以符號表中必然存在有多個記錄具有相同的關鍵字，搜索結果應是最新插入的元素。只有在程序塊的結尾才能進行刪除，所有在開始插入的元素最終都要被刪除掉。^[1]

字典線性表描述

字典可以保存在線性序列(e1, e2,⋯)中，其中ei是字典中的元素，其關鍵字從左到右依次增大。為了適應這種描述方式，可以定義兩個類SortedList和Sorted Chain。前者採用公式化描述的線性表，如Linear List類，而後者則採用鏈表描述，如Chain類。^[1]

字典類定義

template<class E ,class K>
class SortedChain{
public :
    SortedChain() {first =0;}
    ~ SortedChain( ) ;
    bool IsEmpty() const {return first ==0;}
    int Length() const;
    bool Search(const K& k , E& e) const;
    SortedChain<E ,K>& Delete(const K& k , E& e);
    SortedChain<E ,K>& Insert(const E& e);
    SortedChain<E ,K>& DistinctInsert(const E& e);
private:
    SortedChainNode<E ,K> *first;
} ;

字典成員函數search

template<class E, class K>
bool SortedChain<E,K>::Search(const K& k, E& e) const
{// 搜索與k匹配的元素，結果放入e
// 如果沒有匹配的元素，則返回f a l s e
    SortedChainNode<E,K> *p = first;
// 搜索與k相匹配的元素
    for (; p && p->data < k;
        p = p->link);
// 驗證是否與k匹配
    if (p && p->data == k) // 與k相匹配
        {e = p->data; return true;}
    return false; // 不存在相匹配的元素
}

字典成員函數delete

template<class E, class K>
SortedChain<E,K>& SortedChain<E,K>::Delete(const K& k, E& e)
{// 刪除與k相匹配的元素
// 並將被刪除的元素放入e
// 如果不存在匹配元素，則引發異常BadInput
    SortedChainNode<E,K> *p = first,
    *tp = 0; //跟蹤p
// 搜索與k相匹配的元素
    for (; p && p->data < k; tp = p; p = p->link;
}
// 驗證是否與k匹配
    if (p && p->data == k) {// 找到一個相匹配的元素
        e = p->data; // 保存d a t a域
// 從鏈表中刪除p所指向的元素
        if (tp)  tp->link = p->link;
    else first = p->link; // p是鏈首節點
    delete p;
return *this;}
throw BadInput(); // 不存在相匹配的元素
}

參考資料