Лінійний список - це кінцева послідовність однотипних елементів (вузлів), можливо, з повтореннями. Кількість елементів у послідовності називається довжиною списку, причому довжина в процесі роботи програми може змінюватися.

Лінійний список F, що складається з елементів D1,D2,...,Dn, записують у виді послідовностізначень укладеної в кутові дужки F=, або представляють графічно.

Наприклад, F1=<2,3,1>,F2=<7,7,7,2,1,12>, F3=<>. Довжина списків F1, F2, F3 дорівнює відповідно 3,6,0.

При роботі зі списками на практиці найчастіше приходиться виконувати наступні операції:

- знайти елемент із заданою властивістю;

- визначити перший елемент у лінійному списку;

- уставити додатковий елемент до або після зазначеного вузла;

- виключити визначений елемент зі списку;

- упорядкувати вузли лінійного списку у визначеному порядку.

У реальних мовах програмування немає якої-небудь структури даних для представлення лінійного списку так, щоб усі зазначені операції над ним виконувалися в однаковому ступені ефективно. Тому при роботі з лінійними списками важливим є представлення використовуваних у програмі лінійних списків таким чином, щоб була забезпечена максимальна ефективність і за часом виконання програми, і по обсязі необхідної пам'яті.

Методи збереження лінійних списків розділяються на методи послідовного і зв'язаного збереження. Розглянемо найпростіші варіанти цих методів для списку з цілими значеннями F=<7,10>.

При послідовному збереженні елементи лінійного списку розміщаються в масиві d фіксованих розмірів, наприклад, 100, і довжина списку вказується в перемінної l, тобто в програмі необхідно мати оголошення виду

float d[100]; int l;

Розмір масиву 100 обмежує максимальні розміри лінійного списку. Список F у масиві d формується так:

d[0]=7; d[1]=10; l=2;

При зв'язаному збереженні як елементи збереження використовуються структури, зв'язані по одній з компонентів у ланцюжок, на початок якої (першу структуру) указує покажчик dl. Структура утворюючий елемент збереження, повинна крім відповідного елемента списку містити і покажчик на сусідній елемент збереження.

Опис структури і покажчика в цьому випадку може мати вид:

typedef struct snd /* структура елемента збереження */

{ float val; /* елемент списку */

struct snd *n ; /* покажчик на елемент збереження */

} DL;

DL *p; /* покажчик поточного елемента */

DL *dl; /* покажчик на початок списку */

Для виділення пам'яті під елементи збереження необхідно користуватися функцією malloc(sizeof(DL)) або calloc(l,sizeof(DL)). Формування списку в зв'язаному збереженні може здійснюється операторами:

p=malloc(sizeof(DL));

p->val=10; p->n=NULL;

dl=malloc(sizeof(DL));

dl->val=7; dl->n=p;

В останньому елементі збереження (кінець списку) покажчик на сусідній елемент має значення NULL. Одержуваний список зображений на мал.2.

Операції зі списками при послідовному збереженні

При виборі методу збереження лінійного списку варто враховувати, які операції будуть виконуватися і з якою частотою, час їхнього виконання й обсяг пам'яті, необхідний для збереження списку.

Нехай мається лінійний список з цілими значеннями і для його збереження використовується масив d (з числом елементів 100), а кількість елементів у списку вказується перемінної l. Реалізація зазначених раніше операцій над списком представляється наступними фрагментами програм які використовують оголошення:

float d[100];

int i,j,l;

1) печатка значення першого елемента (вузла)

if (і<0 || і>l) printf("\n немає елемента");

else printf("d[%d]=%f ",і,d[і]);

2) видалення елемента, що випливає за i-тым вузлом

if (і>=l) printf("\n немає наступного ");

l--;

for (j=і+1;j<="1" if вузла i-того сусідів обох печатка 3) d[j]="d[j+1];">=l) printf("\n немає сусіда");

else printf("\n %d %d",d[і-1],d[і+1]);

4) додавання нового елемента new за i-тым вузлом

if (і==l || і>l) printf("\n не можна додати");

else

{ for (j=l; j>i+1; j--) d[j+1]=d[j];

d[i+1]=new; l++;

}

5) часткове упорядкування списку з елементами ДО1,ДО2,...,Кl у

список K1',K2',...,Ks,K1,Kt",...,Kt", s+t+1=l так, щоб K1'= K1.

{ int t=1;

float aux;

for (i=2; i<=l; i++) if (d[i]=2; j--) d[j]=d[j-1];

t++;

d[i]=aux;

}

Кількість дій Q, необхідних для виконання приведених операцій над списком, визначаєтьсяспіввідношеннями: для операцій 1 і 2 - Q=1; для операцій 3,4 - Q=l; для операції 5 - Q=l*l.

Помітимо, що взагалі операцію 5 можна виконати при кількості дій порядку l, а операції 3 і 4 для включення і виключення елементів наприкінці списку, що часто зустрічаються при роботі зі стеками, - при кількості дій 1.

Більш складна організація операцій потрібно при розміщенні в масиві d декількох списків, або при розміщенні списку без прив'язки його початку до першого елемента масиву.

Операції зі списками при зв'язному збереженні

При простому зв'язаному збереженні кожен елемент списку являє собою структуру nd, що складається з двох елементів: val - призначений для збереження елемента списку, n - для покажчика на структуру, що містить наступний елемент списку. На перший елемент списку вказує покажчик dl. Для всіх операцій над списком використовується опис:

typedef struct nd

{ float val;

struct nd * n; } ND;

int i,j;

ND * dl, * r, * p;

Для реалізації операцій можуть використовуватися наступні фрагменти програм:

1) печатка значення i-го елемента

r=dl;j=1;

while(r!=NULL && j++n ;

if (r==NULL) printf("\n немає вузла %d ",i);

else printf("\n елемент %d дорівнює %f ",i,r->val);

2) печатка обох сусідів вузла(елемента), обумовленого покажчиком p (див. мал.4)

if((r=p->n)==NULL) printf("\n немає сусіда праворуч");

else printf("\n сусід праворуч %f", r->val);

if(dl==p) printf("\n немає сусіда ліворуч" );

else { r=dl;

while( r->n!=p ) r=r->n;

printf("\n лівий сусід %f", r->val);

}

3) видалення елемента, що випливає за вузлом, на який указує р (див. мал.5)

if ((r=p->n)==NULL) printf("\n немає наступного");

p->n=r->n; free(r->n);

4) вставка нового вузла зі значенням new за елементом, визначеним покажчиком р (див. мал.6)

r=malloc(1,sizeof(ND));

r->n=p->n; r->val=new; p->n=r;

5) часткове упорядкування списку в послідовність значень , s+t+1=l, так що K1'=K1; після упорядкування покажчик v указує на елемент K1' (див. мал.7)

ND *v;

float k1;

k1=dl->val;

r=dl;

while( r->n!=NULL )

{ v=r->n;

if (v->valn=v->n;

v->n=dl;

dl=v;

}

else r=v;

}

Кількість дій, необхідних для виконання зазначених операцій над списком у зв'язаному збереженні, оцінюється співвідношеннями: для операцій 1 і 2 - Q=l; для операцій 3 і 4 - Q=1; для операції 5 - Q=l.

Організація двузв`язних списків

Зв'язане збереження лінійного списку називається списком із двома зв'язками або двузв`язним списком, якщо кожен елемент збереження має два компоненти покажчика (посилання на попередній і наступний елементи лінійного списку).

У програмі двузв`язний список можна реалізувати за допомогою описів:

typedef struct ndd

{ float val; /* значення елемента */

struct ndd * n; /* покажчик на наступний елемент */

struct ndd * m; /* покажчик на попередній елемент */

} NDD;

NDD * dl, * p, * r;

Графічна інтерпретація методу зв'язаного збереження списку F=<2,5,7,1> як списку з двома зв'язками приведена на мал.8.

Вставка нового вузла зі значенням new за елементом, обумовленим покажчиком p, здійснюється за допомогою операторів:

r=malloc(NDD);

r->val=new;

r->n=p->n;

(p->n)->m=r;

p->=r;

Видалення елемента, що випливає за вузлом, на який указує p

p->n=r;

p->n=(p->n)->n;

( (p->n)->n )->m=p;

free(r);

Зв'язане збереження лінійного списку називається циклічним списком, якщо його останній указує на перший елемент, а покажчик dl - на останній елемент списку.

Схема циклічного збереження списку F=<2,5,7,1> приведена на мал.9.

При рішенні конкретних задач можуть виникати різні види зв'язаного збереження.

Нехай на вході задана послідовність цілих чисел B1,B2,...,Bn з інтервалу від 1 до 9999, і нехай Fi (1<I по зростанню. Скласти процедуру для формування Fn у зв'язаному збереженні і повернення покажчика на його початок.

При рішенні задачі в кожен момент часу маємо упорядкований список Fi і при введенні елемента Bi+1 уставляємо його в потрібне місце списку Fi, одержуючи упорядкований список Fi+1. Тут можливі три варіанти: у списку немає елементів; число вставляється в початок списку; число вставляється в кінець списку. Щоб уніфікувати всі можливі варіанти, початковий список організуємо як зв'язаний список із двох елементів <0,1000>.

Розглянемо програму рішення поставленої задачі, у якій покажчики dl, r, p, v мають наступне значення: dl указує початок списку; p, v - два сусідніх вузли; r фіксує вузол, що містить чергове введене значення in.

#include

typedef struct str1

{ float val;

struct str1 *n; } ND;

main()

{ ND *arrange(void);

ND *p;

p=arrange();

while(p!=NULL)

{

printf("\n %f ",p->val);

p=p->n;

}

ND *arrange() /* формування упорядкованого списку */

{ ND *dl, *r, *p, *v;

float in=1;

char *is;

dl=malloc(sizeof(ND));

dl->val=0; /* перший елемент */

dl->n=r=malloc(sizeof(ND));

r->val=10000; r->n=NULL; /* останній елемент */

while(1)

{

scanf(" %s",is);

if(* is=='q') break;

in=atof(is);

r=malloc(sizeof(ND));

r->val=in;

p=dl;

v=p->n;

while(v->valn;

}

r->n=v;

p->n=r;

}

return(dl);

}

Стеки і черги

У залежності від методу доступу до елементів лінійного списку розрізняють різновиду лінійних списків називані стеком, чергою і двосторонньою чергою.

Стек - це кінцева послідовність деяких однотипних елементів - скалярних перемінних, масивів, структур або об'єднань, серед яких можуть бути й однакові. Стік позначається у виді: S= і представляє динамічну структуру даних; її кількість елементів заздалегідь не вказується й у процесі роботи, як правило змінюється. Якщо в стеці елементів ні, то він називається порожнім і позначається S=<>.

Припустимими операціями над стеком є:

- перевірка стека на порожнечу S=<>,

- додавання нового елемента Sn+1 у кінець стека - перетворення < S1,...,Sn> у < S1,...,Sn+1>;

- вилучення останнього елемента зі стека - перетворення < S1,...,Sn-1,Sn> у < S1,...,Sn-1>;

- доступ до його останнього елемента Sn, якщо стік не порожній.

Таким чином, операції додавання і видалення елемента, а також доступу до елемента виконуються тільки наприкінці списку. Стік можна представити як стопку книг на столі, де додавання або узяття нової книги можливо тільки зверху.

Черга - це лінійний список, де елементи віддаляються з початку списку, а додаються наприкінці списку (як звичайна черга в магазині).

Двостороння черга - це лінійний список, у якого операції додавання і видалення елементів і доступу до елементів можливі як спочатку так і наприкінці списку. Таку чергу можна представити як послідовність книг на полку, так що доступ до них можливий з обох кінців.

Реалізація стеков і черг у програмі може бути виконана у виді послідовного або зв'язаного збереження. Розглянемо приклади організації стека цими способами.

Однієї з форм представлення виражень є польський інверсний запис, що задає вираження так, що операції в ньому записуються в порядку виконання, а операнди знаходяться безпосередньо перед операцією.

Наприклад, вираз

(6+8)*5-6/2

у польському інверсному записі має вигляд

6 8 + 5 * 6 2 / -

Особливість такого запису полягає в тому, що значення вираження можна обчислити за один перегляд запису ліворуч праворуч, використовуючи стек, що до цього повинний бути порожній. Кожне нове число заноситься в стек, а операції виконуються над верхніми елементами стека, заміняючи ці елементи результатом операції. Для приведеного вираження динаміка зміни стека буде мати вигляд

S = <>; <6>; <6,8>; <14>; <14,5>; <70>;

<70,6>; <70,6,2>; <70,3>; <67>.

Нижче приведена функція eval, що обчислює значення вираження, заданого в масиві m у формі польського інверсного запису, причому m[i]>0 означає ненегативне число, а значення m[i]<0 операції. Як кодування операцій додавання, вирахування, множення і розподіли обрані негативні числа 1, 2, 3, 4. Для організації послідовного збереження стека використовується внутрішній масив stack. Параметрами функції є вхідний масив a і його довжина l.

float eval (float *m, int l) { int p,n,i; float stack[50],c;

for(i=0; i < l ;i++) if ((n=m[i])<0) { c="st[p--];" switch(n) { case 1: stack[p]+="c;" break; case 2: stack[p]-="c;" break; case 3: stack[p]*="c;" break; case 4: stack[p]/="c;" } } else stack[++p]="n;" return(stack[p]); }

Розглянемо іншу задачу. Нехай потрібно ввести деяку послідовність символів, що закінчується крапкою, і надрукувати неї в зворотному порядку (тобто якщо на вході буде "ABcEr-1." те на виході повинне бути "1-rEcBA"). Представлена нижче програма спочатку уводить усі символи послідовності, записуючи них у стек, а потім уміст стека друкується в зворотному порядку. Це основна особливість стека - чим пізніше елемент занесений у стек, тим раніш він буде витягнутий зі стека. Реалізація стека виконана в зв'язаному збереженні за допомогою покажчиків p і q на тип, іменований ім'ям STACK.

#include

typedef struct st /* оголошення типу STACK */

{ char ch;

struct st *ps; } STACK;

main()

{ STACK *p,*q;

char a;

p=NULL;

do /* заповнення стека */

{ a=getch();

q=malloc(sizeof(STR1));

q->ps=p; p=q;

q->ch=a;

} while(a!='.');

do /* печатка стека */

{ p=q->ps;free(q);q=p;

printf("%c",p->ch);

} while(p->ps!=NULL);

}

Стиснуте й індексне збереження лінійних списків

При збереженні великих обсягів інформації у формі лінійних списків небажано зберігати елементи з однаковим значенням, тому використовують різні методи стиску списків.

Стиснуте збереження. Нехай у списку B= кілька елементів мають однакове значення V, а список В'= виходить з B заміною кожного елемента Ki на пари Ki'=(і,Ki). Нехай далі B"= - підсписок В', що виходить викреслюванням усіх пар Ki=(і,V). Стиснутим збереженням У є метод збереження В", у якому елементи зі значенням V. Розрізняють послідовне стиснуте збереження і зв'язане стиснуте збереження. Наприклад, для списку B=, що містить кілька вузлів зі значенням Х, послідовного стиснутого і зв'язане стиснуте збереження, з умовчуванням елементів зі значенням Х, представлені на мал.22,23.

Достоїнство стиснутого збереження списку при великому числі елементів зі значенням V полягає в можливості зменшення обсягу пам'яті для його збереження.

Пошук i-го елемента в зв'язаному стиснутому збереженні здійснюється методом повного перегляду, при послідовному збереженні - методом бінарного пошуку.

Переваги і недоліки послідовного стиснутого і зв'язаного стиснутого аналогічні перевагам і недолікам послідовного і зв'язаного збереження.

Розглянемо наступну задачу. На вході задані дві послідовності цілих чисел M=, N=, причому 92% елементів послідовності М дорівнюють нулеві. Скласти програму для обчислення суми добутків Mi * Ni, і=1,2,...,10000.

Припустимо, що список М зберігається послідовно стисло в масиві структур m з оголошенням:

struct

{ int nm;

float val; } m[10000];

Для визначення кінця списку додамо ще один елемент із порядковим номером m[j].nm=10001, що називається стопером (stopper) і розташовується за останнім елементом стиснутого збереження списку в масиві m.

Програма для перебування шуканої суми має вигляд:

# include

main()

{ int і,j=0;

float inp,sum=0;

struct /* оголошення масиву */

{ int nm; /* структур */

float val; } m[10000];

for(i=0;i<10000;i++) /* читання списку M */ { scanf("%f",&inp); if (inp!="0)" { m[j].nm="i;" m[j++].val="inp;" } } m[j].nm="10001;" /* stopper */ for(i="0,j=0;" i<10000; i++) { scanf("%f",&inp); /* читання списку N */ if(i="=m[j].nm)" /* обчислення суми */ sum+="m[j++].val*inp;" } printf( "сума добутків Mi*Ni дорівнює %f",sum); }

Індексне збереження використовується для зменшення часу пошуку потрібного елемента в списку і полягає в наступному. Вихідний список B = розбивається на трохи підсписків У1,У2, ...,Вм таким чином, що кожен елемент списку В попадає тільки в один з підсписків, і додатково використовується індексний список з М елементами, що вказують на початок списків У1,У2, ...,Ум.

Вважається, що список зберігається індексно за допомогою підсписків B1,B2, ...,Bm і індексного списку X = , де ADGj - адреса початку підсписка Bj, j=1,M.

При індексному збереженні елемент До підсписка Bj має індекс j. Для одержання індексного збереження вихідний список У часто перетвориться в список В' шляхом включення в кожен вузол ще і його порядкового номера у вихідному списку В, а в j-ий елемент індексного списку Х, крім ADGj, може включатися деяка додаткова інформація про підсписок Bj. Розбивка списку В на підсписки здійснюється так, щоб всі елементи В, що володіють визначеною властивістю Рj, попадали в один підсписок Bj.

Достоїнством індексного збереження є те, що для перебування елемента К с заданою властивістю Pj досить переглянути тільки елементи підсписка Bj; його початок знаходиться по індексному списку Х, тому що для кожного ДО, що належить Bi, при і не рівному j властивість Pj не виконується.

У розбивці В часто використовується індексна функція G(K), що обчислює по елементі До його індекс j, тобто G(K)=j. Функція G звичайно залежить від позиції ДО, що позначається поз.K, у підсписку В або від значення визначеної частини компоненти ДО - її ключа.

Розглянемо список B= з елементами

ДО1=(17,Y), K2=(23,H), K3=(60,I), K4=(90,S), K5=(66,T),

K6=(77,T), K7=(50,U), K8=(88,W), K9=(30,S).

Якщо для розбивки цього списку на підсписки як індексну функцію взяти Ga(K)=1+(поз.K-1)/3, то список розділиться на три підсписка:

B1a=<(17,Y),(23,H),(60,I)>,

B2a=<(90,S),(66,T),(77,T)>,

B3a=<(50,U),(88,W),(30,S)>.

Додаючи усюди ще і початкову позицію елемента в списку, одержуємо:

B1a'=<(1,17,Y),(2,23,H),(3,60,I)>,

B2a'=<(4,90,S),(5,66,T),(6,77,T)>,

B3а'=<(7,50,U),(8,88,W),(9,30,S)>.

Якщо як індексну функцію вибрати іншу функцію Gb(K)=1+(поз.K-1)%3, то одержимо списки:

B1b"=<(1,17,Y),(4,90,S),(7,50,U)>,

B2b"=<(2,23,H),(5,66,T),(8,88,U)>,

B3b"=<(3,60,I),(6,77,T),(9,30,S)>.

Тепер для перебування вузла K6 досить переглянути тільки одну з трьох послідовностей (списків). При використанні функції Ga(K) це список B2а', а при функції Gb(K) список B3b".

Для індексної функції Gc(K)=1+K1/100, де K1 - перший компонент елемента ДО, знаходимо:

B1=<(17,Y),(23,H),(60,I),(90,S)>,

B2=<(66,T),(77,T)>,

B3=<(50,U),(88,W)>,

B4=<(30,S)>.

Щоб знайти тут вузол К с першим компонентом-ключем ДО1=77, досить переглянути список B2.

При реалізації індексного збереження застосовується методика А для збереження індексного списку Х (функція Ga(X) ) і методика C для збереження підсписків B1,B2,...,Bm (функція Gc(Bi)), тобто використовується, так називане, A-C індексне збереження.

У практиці часто використовується послідовно-зв'язане індексне збереження. Тому що звичайно довжина списку індексів відома, те його зручно зберігати послідовно, забезпечуючи прямій доступ до будь-якого елемента списку індексів. Підсписки B1,B2,...,Bm зберігаються пов'язано, що спрощує вставку і видалення вузлів(елементів). Зокрема, подібний метод збереження використовується в ЄС ЕОМ для організації, так званих, індексно-послідовних наборів даних, у яких доступ до окремих записів можливий як послідовно, так і за допомогою ключа.

Послідовно-зв`язане індексне збереження для приведеного приклада зображене на мал.24, де X=.

Розглянемо ще одну задачу. На вході задана послідовність цілих позитивних чисел, що закінчується нулем. Скласти процедуру для введення цієї послідовності й організації її індексного збереження таким чином, щоб числа, що збігаються в двох останніх цифрах, містилися в один підсписок.

Виберемо як індексну функцію G(K)=K%100+1, а як індексний список Х - масив з 100 елементів. Наступна функція вирішує поставлену задачу:

#include

typedef struct nd

{ float val;

struct nd *n; } ND;

int index (ND *x[100])

{ ND *p;

int i,j=0;

float inp;

for (i=0; i<100; i++) x[i]="NULL;" scanf("%d",&inp); while (inp!="0)" { j++; p="malloc(sizeof(ND));" i="inp%100+1;" p->val=inp;

p->n=x[i];

x[i]=p;

scanf("%d",&inp);

}

return j;

}

Значенням функції, що повертається, index буде число оброблених елементів списку.

Для індексного списку також може використовуватися індексне збереження. Нехай, наприклад, мається список B= з елементами

K1=(338,Z), K2=(145,A), K3=(136,H), K4=(214,I), K5 =(146,C),

K6=(334,Y), K7=(333,P), K8=(127,G), K9=(310,O), K10=(322,X).

Потрібно розділити його на сімох підсписків, тобто X= таким чином, щоб у кожен список B1,B2,...,B7 попадали елементи, що збігаються в першому компоненті першими двома цифрами. Список Х, у свою чергу, будемо індексувати списком індексів Y=, щоб у кожен список Y1,Y2,Y3 попадали елементи з X, у яких у першому компоненті збігаються перші цифри. Якщо списки B1,B2,...,B7 зберігати пов'язано, а списки індексів X,Y індексно, те такий спосіб збереження списку B називається зв'язаним індексним збереженням. Графічне зображення цього збереження приведене на мал.25.

Практична частина

Лістінг програми

Основний модуль golf.c

#include <time.h>

#include <stdlib.h>

#include <dos.h>

#include <conio.h>

#include <math.h>

#include <malloc.h>

#define GRIDSIZE 80 /* Must be bigger than VIEWSIZE */

#define VIEWSIZE 61 /* MUST be odd */

#define DIFF (GRIDSIZE-VIEWSIZE)

#define DEF_DIST -1100

#define DEF_PITCH 122

#define DEF_HEIGHT 120

#define DEF_ROLL 315

#define sine(X) ((long)(sn_tbl[X]))

#define cosine(X) ((long)(sn_tbl[((X)+90) % 360]))

#define C_Plot(X,Y,C) pokeb(0xa000, (X) + 320U*(Y), C)

#define SHIFT 14

#define MASK (GRIDSIZE*GRIDSIZE)

#define GetGrid(X,Y) ((unsigned)grid[((X) + GRIDSIZE*(Y) +idx) % MASK])

#define PutGrid(X,Y,C) grid[((X) + GRIDSIZE*(Y) +idx) % MASK] = (unsigned char)(C)

#define CalcAddress(X,Y) (&grid[((X) + GRIDSIZE*(Y) + idx) % MASK])

extern void far *view_screen;

extern void far *screen;

extern int sn_tbl[360];

extern unsigned char grid[GRIDSIZE*GRIDSIZE];

extern unsigned rand_seed;

unsigned idx = 0;

extern long pitch_sine;

extern long pitch_cosine;

extern long roll_sine;

extern long roll_cosine;

int num_points = GRIDSIZE*GRIDSIZE;

#define START (DIFF/2)

int gx = START,gy = START;

unsigned char *gp;

int cz = DEF_DIST;

int cy = DEF_HEIGHT;

int roll = DEF_ROLL;

int cpitch = DEF_PITCH;

extern void SetMyMode(void);

extern void ClearMyScreen(void);

extern void Project(void);

extern void SwapScreens(void);

extern void DoPlasma(int,int,int,int);

extern int GetRand(void);

extern unsigned GetGrid(void);

extern void PutGrid(void);

#define _GetGrid(X,Y) (_AX = (X), _BX = (Y), GetGrid())

#define _PutGrid(X,Y,C) { _CX = (C); _AX = (X); _BX = (Y); PutGrid(); }

void SetMode(void)

{

struct REGPACK regs;

regs.r_ax = 0x13;

intr(0x10, &regs);

}

void SetTextMode(void)

{

struct REGPACK regs;

regs.r_ax = 0x3;

intr(0x10, &regs);

}

void SetPalette(void)

{

#define DEPTH(X) max((((X)*(3-j))/3), 3)

for (j = 0; j<4; j++)

for (i = 0; i<64; i+=4)

{

if (i+j > 0)

{

disable();

outportb(0x3c8, (i >> 2)+64*j);

outportb(0x3c9, 0);

outportb(0x3c9, DEPTH(2*i/3));

enable();

}

disable();

outportb(0x3c8, (i >> 2)+64*j+16);

outportb(0x3c9, DEPTH(i/2+10));

outportb(0x3c9, DEPTH(i/4+10));

outportb(0x3c9, DEPTH(i/6+10));

enable();

disable();

outportb(0x3c8, (i >> 2)+64*j+32);

outportb(0x3c9, DEPTH(max(63/2+10-i,0)));

outportb(0x3c9, DEPTH(min(64/4+10+3*i/4,63)));

outportb(0x3c9, DEPTH(max(63/6+10-i,0)));

enable();

disable();

outportb(0x3c8, (i >> 2)+64*j+48);

outportb(0x3c9, DEPTH(i));

outportb(0x3c9, DEPTH(63));

outportb(0x3c9, DEPTH(i));

enable();

}

int RandPixel(int x,int y,int x1,int y1,int x2,int y2)

{

int col;

col = (GetRand()%200 - 100) * (abs(x-x1)+abs(y-y1)) / (GRIDSIZE/6)

+((_GetGrid(x1,y1)+_GetGrid(x2,y2)) >> 1);

if (col < 1) col = 1;

if (col > 255) col = 255;

_PutGrid(x,y,col);

return col;

}

void DoPlasma(int x1, int y1, int x2, int y2)

{

int x,y,s,p;

if (x2-x1 <= 1 && y2-y1 <= 1)

return;

x = (x1+x2) >> 1;

y = (y1+y2) >> 1;

if ((p = _GetGrid(x, y1)) == 0)

p = RandPixel(x,y1,x1,y1,x2,y1);

s = p;

if ((p = _GetGrid(x2,y)) == 0)

p = RandPixel(x2,y,x2,y1,x2,y2);

s += p;

if ((p = _GetGrid(x,y2)) == 0)

p = RandPixel(x,y2,x1,y2,x2,y2);

s += p;

if ((p = _GetGrid(x1,y)) == 0)

p = RandPixel(x1,y,x1,y1,x1,y2);

s += p;

if (_GetGrid(x,y) == 0)

_PutGrid(x,y,s >> 2);

DoPlasma(x1,y1,x,y);

DoPlasma(x,y1,x2,y);

DoPlasma(x1,y,x,y2);

DoPlasma(x,y,x2,y2);

}

void BlankGrid(int x1,int y1,int x2,int y2)

{

for (y = y1; y <= y2; y++)

for (x = x1; x <= x2; x++)

_PutGrid(x,y,0);

}

void NewLand(int x1,int y1,int x2,int y2)

{

unsigned av = 0;

int val;

int num = 0;

if ((val = _GetGrid(x1,y1)) > 0)

{

av += val;

num++;

}

if ((val = _GetGrid(x2,y1)) > 0)

{

av += val;

num++;

}

if ((val = _GetGrid(x2,y2)) > 0)

{

av += val;

num++;

}

if ((val = _GetGrid(x1,y2)) > 0)

{

av += val;

num++;

}

if (!av || GetRand() % 32 == 0)

av = GetRand() % 256;

else

av /= num;

if (_GetGrid(x1,y1) == 0)

_PutGrid(x1,y1, av + (GetRand() % 80 -40));

if (_GetGrid(x2,y1) == 0)

_PutGrid(x2,y1, av + (GetRand() % 80 -40));

if (_GetGrid(x2,y2) == 0)

_PutGrid(x2,y2, av + (GetRand() % 80 -40));

if (_GetGrid(x1,y2) == 0)

_PutGrid(x1,y2, av + (GetRand() % 80 -40));

DoPlasma(x1,y1,x2,y2);

}

void Test(void)

{

int y;

for (y = 0,p = idx; y < GRIDSIZE; y++)

for (x = 0; x < GRIDSIZE; x++, p = (p+1) % MASK)

C_Plot(x,y,max(grid[p],63) >> 2);

for (x = 0; x < VIEWSIZE; x++)

{

C_Plot(gx+x, gy, 0);

C_Plot(gx+x, gy+VIEWSIZE, 0);

C_Plot(gx, gy+x, 0);

C_Plot(gx+VIEWSIZE, gy+x, 0);

}

for (y = 0, p = gp; y < VIEWSIZE; y++, p += DIFF)

for (x = 0; x < VIEWSIZE; x++,p++)

C_Plot(gx+x,gy+y,*p >> 3);

}

void ClearScr(void)

{

for (i = 0; i < (320U*150); i++)

pokeb(0xa000,i,0);

}

void check_gx(void)

{

if (gx < 0)

{

idx = (idx-DIFF/2 + MASK) % MASK;

gx = START-1;

BlankGrid(0,0, DIFF/2-1, GRIDSIZE-1);

NewLand(0,0,DIFF/2,GRIDSIZE/4);

NewLand(0,GRIDSIZE/4,DIFF/2,2*GRIDSIZE/4);

NewLand(0,2*GRIDSIZE/4,DIFF/2,3*GRIDSIZE/4);

NewLand(0,3*GRIDSIZE/4,DIFF/2,GRIDSIZE-1);

}

else if (gx >= DIFF)

{

idx = (idx+DIFF/2) % MASK;

gx = START+1;

BlankGrid(GRIDSIZE-DIFF/2,0, GRIDSIZE-1, GRIDSIZE-1);

NewLand(GRIDSIZE-DIFF/2-1,0,GRIDSIZE-1,GRIDSIZE/4);

NewLand(GRIDSIZE-DIFF/2-1,GRIDSIZE/4,GRIDSIZE-1,

2*GRIDSIZE/4);

NewLand(GRIDSIZE-DIFF/2-1,2*GRIDSIZE/4,GRIDSIZE-1,

3*GRIDSIZE/4);

NewLand(GRIDSIZE-DIFF/2-1,3*GRIDSIZE/4,GRIDSIZE-1,

GRIDSIZE-1);

}

void check_gy(void)

{

if (gy < 0)

{

idx = (idx-DIFF/2*GRIDSIZE + MASK) % MASK;

gy = START-1;

BlankGrid(0,0, GRIDSIZE-1, DIFF/2-1);

NewLand(0,0,GRIDSIZE/4,DIFF/2);

NewLand(GRIDSIZE/4,0,2*GRIDSIZE/4,DIFF/2);

NewLand(2*GRIDSIZE/4,0,3*GRIDSIZE/4,DIFF/2);

NewLand(3*GRIDSIZE/4,0,GRIDSIZE-1,DIFF/2);

}

else if (gy >= DIFF)

{

idx = (idx+DIFF/2*GRIDSIZE) % MASK;

gy = START+1;

BlankGrid(0,GRIDSIZE-DIFF/2,GRIDSIZE-1, GRIDSIZE-1);

NewLand(0,GRIDSIZE-DIFF/2-1,GRIDSIZE/4,GRIDSIZE-1);

NewLand(GRIDSIZE/4,GRIDSIZE-DIFF/2-1,

2*GRIDSIZE/4,GRIDSIZE-1);

NewLand(2*GRIDSIZE/4,GRIDSIZE-DIFF/2-1,

3*GRIDSIZE/4, GRIDSIZE-1);

NewLand(3*GRIDSIZE/4,GRIDSIZE-DIFF/2-1,

GRIDSIZE-1,GRIDSIZE-1);

}

void main(void)

{

int rollspeed = 0;

int xspeed = 0, yspeed = 0;

int i;

rand_seed = (unsigned) time(NULL);

/* rand_seed = 2; */

for (i = 0; i<(360+90); i++)

sn_tbl[i]=(int)(sin((double)i / 180.0*3.14159265) * (double)(1<<SHIFT));

NewLand(0,0,GRIDSIZE-1,GRIDSIZE-1);

SetMode();

SetPalette();

// goto skip;

for (;;)

{

Test();

switch(getch())

{

case 27:

SetTextMode();

exit(0);

case 'e':

gx--;

check_gx();

break;

case 'r':

gx++;

check_gx();

break;

case 'w':

gy--;

check_gy();

break;

case 's':

gy++;

check_gy();

break;

case ' ':

goto skip;

}

gp = CalcAddress(gx,gy);

while (kbhit())

getch();

}

skip:

;

SetMyMode();

SetPalette();

gp = CalcAddress(gx,gy);

// yspeed = -1;

// rollspeed = (rollspeed+358) % 360;

for (;;)

{

if (kbhit())

{

switch(getch())

{

case 27:

SetTextMode();

exit(0);

case 'q':

cz += 50;

break;

case 'a':

cz -= 50;

break;

case 'u':

cy -= 50;

break;

case 'j':

cy += 50;

break;

case 'Q':

cpitch = (cpitch+1) % 360;

break;

case 'A':

cpitch = (cpitch+359) % 360;

break;

case 'E':

if (xspeed > -1) xspeed--;

break;

case 'R':

if (xspeed < 1) xspeed++;

break;

case 'e':

gx--;

break;

case 'r':

gx++;

break;

case 'W':

if (yspeed > -1) yspeed--;

break;

case 'S':

if (yspeed < 1) yspeed++;

break;

case 'w':

gy--;

break;

case 's':

gy++;

break;

case 'i':

roll = (roll+1) % 360;

break;

case 'o':

roll = (roll+359) % 360;

break;

case 'I':

rollspeed = (rollspeed+1) % 360;

break;

case 'O':

rollspeed = (rollspeed+359) % 360;

break;

case ' ':

rollspeed = 0;

xspeed = yspeed = 0;

cz = DEF_DIST;

cy = DEF_HEIGHT;

roll = DEF_ROLL;

cpitch = DEF_PITCH;

break;

}

while (kbhit())

getch();

}

gy += yspeed;

gx += xspeed;

check_gx();

check_gy();

gp = CalcAddress(gx,gy);

roll = (roll+rollspeed) % 360;

roll_sine = sine(roll);

roll_cosine = cosine(roll);

pitch_sine = sine(cpitch);

pitch_cosine = cosine(cpitch);

ClearMyScreen();

Project();

SwapScreens();

}

Робота з програмою

Далі наведено три скріншоти, які описують процес удару по м”ячику.

Висновки

Була розроблена комп'ютерна гра “Гольф 3D” з елементами трьохвимірної графіки на основі функцій прямого доступу до відеопам'яті в системі MS DOS. При розробці програми використовувався пакет BORLAND C++ 3.0 та бібліотека BGI.

Література.

Касаткин А.И., Вальвачев А.Н. Профессиональное прогрпммирование на языке Си. Мн., 1992. 240 С.

Нейбауэр А. Моя первая программа на С/С++. П., 1995. 368 С.

Бруно Бабэ. Просто и ясно о Borland C++. М., 1996. 400 С.

Шамас Н.К. Основы С++ и обьектно-ориентированного программирования. К., 1996. 448 С.

Справочник по классам Borland C++ 4.0. К., 1994. 256 С.

ObjectWindows для C++. К., 1993., 208 С.

Том Сван. Программирование для Windows в Borland C++. М., 480 С.

Н. Барканати. Программирование игр для Windows на Borland C++. М., 1994. 512 С.

Рефераты

Аркадна гра "гольф" з елементами трьохвимірної поверхні

Аркадна гра "гольф" з елементами трьохвимірної поверхні

Міністерство освіти і науки України

ФАКУЛЬТЕТ ІНФОРМАТИКИ

КАФЕДРА

Реєстраційний №________

Дата ___________________

КУРСОВА РОБОТА

Тема: