Представление множеств двоичными деревьями
9. 2. Представление множеств двоичными деревьями
Списки часто применяют для представления множеств. Такое использование списков имеет тот недостаток, что проверка принадлежности элемента множеству оказывается довольно неэффективной. Обычно предикат принадлежит( X, L) для проверки принадлежности Х к L программируют так:
принадлежит X, [X | L] ).
принадлежит X, [ Y | L] ) :-
принадлежит( X, L).
Для того, чтобы найти Х в списке L, эта процедура последовательно просматривает список элемент за элементом, пока ей не встретится либо элемент X, либо конец списка. Для длинных списков такой способ крайне неэффективен.
Для облегчения более эффективной реализация отношения принадлежности применяют различные древовидные структуры. В настоящем разделе мы рассмотрим двоичные деревья.
Двоичное дерево либо пусто, либо состоит из следующих трех частей:
- корень
- левое поддерево
- правое поддерево
Корень может быть чем угодно, а поддеревья должны сами быть двоичными деревьями. На Рисунок 9.4 показано представление множества [а, b, с, d] двоичным деревом. Элементы множества хранятся в виде вершин дерева. Пустые поддеревья на Рисунок 9.4 не показаны. Например, вершина b имеет два поддерева, которые оба пусты.
Существует много способов представления двоичных деревьев на Прологе. Одна из простых возможностей - сделать корень главным функтором соответствующего терма, а поддеревья - его аргументами. Тогда дерево Рисунок 9.4 примет вид
а( b, с( d) )
Такое представление имеет среди прочих своих недостатков то слабое место, что для каждой вершины дерева нужен свой функтор. Это может привести к неприятностям, если вершины сами являются структурными объектами.
