Instructor:

Instructor:

M Th 14:30 – 15:45 CSB308

Tu F 8:00 – 9:15 CSB309

Tu F 9:30 – 10:45 CSB309

Lecture:

CS 111

อ. ดร. ชุ�ร� เตชุะวุ�ฒิ�

Fundamental Data Structure

Outlines

1) Primitive data types

2) Variables

3) Arrays

4) Strings

Primitive Data Types

Data type

Defines a set of values and a set of operations that can be applied to those values.

The set of values for each type = the domain of the type

Light switch

Computer type

2 values

On/Off

Size=2

Operation: turn on & turn off

Primitive Data Types

Standard types atomic

Derived types complex structures

using standard types

2 categories:

int char float

pointer array structureeg.

eg.

Primitive Data Types : Integer

int (Integer)

Number without fraction part

Integral number

int

Define a number of bytes allocated for an integer by the compiler.

short int

long int

Primitive Data Types : Character

char (Character)

A character is any value that can be represented in the computer’s alphabet.

ASCII alphabet.

Primitive Data Types : Floating Point

float (Floating point)

Number with a fraction part

float

Float types are defined from smallest to largest

long doubledouble

e

Variables

Variables are names for memory locations.

Each memory locations (or word) in a computer has an address.

Addresses

111...111

000...000

Memory

…

…

Name_1

Name_2

Variables

e.g. score integer value of a score received in a test (88).

Addresses

111...111

000...000

Memory……111...110score 88

Variables

char code;

int i;

long balance;

float payRate;

double pi;

Program

B

14

1000000000

15.25

3.1414926536

code

i

balance

payRate

pi

Memory

Variable’s type

Variable’s identifier

Variables

The type defines:

the range of the data that can be stored on the variable and

the number of bytes that can be allocated for that variable.

Variables

#include <stdio.h>

void main ( )

{

}

char code;

int m,n,result;

...

Program

result=m+n;

Operation

Declaration

e

Arrays

Imagine:

Processing 20 numbers read – process – print

Name_ 19

Name_0

Memory

…Name_1

Name_ 18…

…

20 individual variables

Arrays

Processing large amount of data (e.g. 200, 2000 numbers)

Properties of arrays:

Need a powerful data structure called ARRAY.

Fixed-size Sequenced collection of elements of the same data type Referring to the elements in the array as the 1st element, the 2nd element and so forth (subscripts). Naming

Arrays

Number 19

Number 0

Numbers

…

Number 1

Number 18

Subscript form

……

Number[19]

Number[0]

Numbers…

Number[1]

Number[18]

……

Index form

Arrays

Processing the array by using a powerful set of programming constructs called LOOPS.

Loops can be used to:

read/write elements add/subtract/multiply/divide elements

more complex processing such as calculating average

How can you write an instruction so that one time it refers to the 1st elements of an array and the next time it refers to another element? indexes

Arrays

How to use LOOPs for initializing elements in the array ?

Example: Initialize zero value to every elements in the array named SCORE

Let I 0

Repeat

Set 0 to score[I]

Add 1 to I

Until I = 5

0 0 0 ...score[0] score[1] score[4]

>> While and For loops <<

Arrays

Draw a flow chart of processing an array of 20 numbers.

- READ

- PROCESS

- PRINT

Arrays

START

for i=0 to 19for i=0 to 19

READ number [i]

READ number [i]

PROCESS 20 numbers

PROCESS 20 numbers

for i=0 to 19for i=0 to 19

PRINTnumber [i]

PRINTnumber [i]

STOP

Arrays

One-dimensional arrays:

Data are organized linearly in only one direction.

(Previously described)

Two-dimensional arrays:

Data are stored in rows and columns (table).

Multidimensional arrays

Arrays

Properties of two-dimensional arrays:

Same as one-dimensional arrays.

But, the indexes represent rows and columns.

01

23

0 1 2

First dimension

(rows)

Second dimension (columns)

Arrays

00 01 02

10 11 12

20 21 22

User’s view

01 0200 11 1210

21 2220

row 0 row 1

row 2

[0][0] [0][1] [0][2] [1][0] [1][1] [1][2]

[2][0] [2][1] [2][2] Memory’s view

Arrays : Implementation

One dimensional array

Simple problems

Bubble sort

Binary search

Merge Two dimensional array

Operation on elements

Simple problems : Example

• สมมติ�คะแนนสอบของน กศึ�กษา 10 คน ม�ดั งน��56 78 45 41 52 60 49 65 67 64

• ติ�องการทราบจำ�านวนน กศึ�กษา ท��ม�คะแนนเก�นค�าเฉลี่��ยว�เคราะห์#

ผลี่ลี่ พธ์#ท��ติ�องการ: จำ�านวนน กศึ�กษาท��ม�คะแนนเก�นค�าเฉลี่��ย (COUNT)

ข�อม'ลี่ท��ก�าห์นดัให์�: คะแนนสอบของน กศึ�กษา 10 คน (A(10)) ข�อม'ลี่ท��ติ�องทราบ: จำ�านวนน กศึ�กษา (N)

ผลี่รวมคะแนน = ผลี่บวกคะแนนสอบของน กศึ�กษาท �งห์มดั(SUM)

ว�ธ์�ค�านวณ: ค�าเฉลี่��ย = ผลี่รวมคะแนน / จำ�านวนน กศึ�กษา (MEAN)

Simple problems : Algorithm

Start Let SUM 0 Let I 1 Let N 10

/* Read score to array */ Repeat Read A[I] Add 1 to I Until I = N

/* Find summation of scores */ For I = 0 to N Read A[I] Add A[I] to SUM EndFor

Simple problems : Algorithm

/* Find average scores */ Compute MEAN SUM / N

/* Find No. of students */ For I = 1 to N If A[I] > MEAN Then Add 1 to COUNT EndIf EndFor

/* Display result */ Display “No. of student is”, COUNT

End

Simple problems : Exercise

• จำงใช้�ติ วแปรช้-ดั (arrays) เพ.�อเข�ยนอ ลี่กอร�ท�ม ผ งงานแลี่ะรห์ สลี่�าลี่องของป/ญห์าติ�อไปน��ป/ญห์า 1: ห์าค�าท��มากท��ส-ดัแลี่ะค�าท��น�อยท��ส-ดัของเลี่ข 3 จำ�านวนป/ญห์า 2: ห์าค�าท��มากท��ส-ดัแลี่ะค�าท��น�อยท��ส-ดัของเลี่ข N จำ�านวนป/ญห์า 3: ห์าค�าท��มากท��ส-ดัแลี่ะค�าท��น�อยท��ส-ดัของเลี่ขจำ�านวนเติ2มช้-ดัห์น��งไม�ทราบจำ�านวน โดัยเลี่ขช้-ดัน��เป4นเลี่ขท��ม�จำ�านวนห์ลี่ กไม�เก�น 3 ห์ลี่ ก

แบบฝึ�กหั�ดจากเอกสารประกอบการสอน CS111 อ.ดร.วุ�ชุร� จ�าปามู�ล


• ป/ญห์า 1: ห์าค�าท��น�อยท��ส-ดัของเลี่ข 3 จำ�านวน

Start Let MIN 0 Let I 1 Let N 3

/* Read number to array */ Repeat Read NUM[I] Add 1 to I Until I = N


/* Compare numbers in array */ Let MIN NUM[0] Repeat Read NUM[I] If NUM[I] <= MIN Then Let MIN NUM[I] EndIf Add 1 to I Until I = N

/* Display result */ Display “Minimum number is”, MIN

End


• ป/ญห์า 1: ห์าค�าท��มากท��ส-ดัของเลี่ข 3 จำ�านวน

Start Let MAX 0 Let I 1 Let N 3

/* Read number to array */ Repeat Read NUM[I] Add 1 to I Until I = N


/* Compare numbers in array */ Let MAX NUM[0] Repeat Read NUM[I] If NUM[I] >= MAX Then Let MAX NUM[I] EndIf Add 1 to I Until I = N

/* Display result */ Display “Maximum number is”, MAX

End

Bubble Sort : Example

• สมมติ�เราม�ลี่�สติ# (8, 1, -5, 2, 9) ติ�องการเร�ยงข�อม'ลี่ในลี่�สติ#ให์�ม�ลี่�าดั บจำากน�อยไปมาก น �นค.อเม.�อเร�ยงส�าเร2จำจำะไดั�ลี่�สติ#เป4น (-5 , 1, 2, 8, 9)

• การเปลี่��ยนแปลี่งของข�อม'ลี่ในลี่�สติ#เป4นดั งน��

8 1 -5 2 9

1 8 -5 2 9

1 -5 8 2 9

1 -5 2 8 9

1 -5 2 8 9

-5 1 2 8 9

-5 1 2 8 9

-5 1 2 8 9

-5 1 2 8 9

-5 1 2 8 9

-5 1 2 8 9

-5 1 2 8 9

ต�วุอย่�างจากเอกสารประกอบการสอน CS111 อ.ดร.วุ�ชุร� จ�าปามู�ล

Bubble Sort : Example

x[3]

x[0]

x

x[1]

x[4]

8

1

-5

2

9

x[2]

8

1

-5

2

9

1

8

-5

2

9

1

-5

8

2

9

1

-5

2

8

9

………

-5

1

2

8

9

Bubble Sort : AlgorithmModule Bubble_Sort (x[ ], N){ X เป4นลี่�สติ#ห์ร.อช้-ดัของข�อม'ลี่ท��ติ�องการเร�ยงจำากน�อยไปมาก โดัยม�

จำ�านวนข�อม'ลี่ท �งส��น N จำ�านวน } Exchanged True /* ติ วบ นท�กว�าไดั�ท�าการสลี่ บค�า */ I 1 /* I เป4นติ วเก2บติ�าแห์น�งของม'ลี่ท��ก�าลี่ ง

สนใจำ */ While (I < N and Exchanged) Exchanged False J 1 While (J < N) If (X[J] > X[J+1]) then Temp X[J] X[J] X[J+1] X[J+1] Temp

Exchanged True Endif J J + 1 EndWhile I I + 1 EndWhileEndModule

จากเอกสารประกอบการสอน CS111 อ.ดร.วุ�ชุร� จ�าปามู�ล

Bubble Sort : Algorithm (using array)Module Bubble_Sort (x[ ], N){ X เป4นลี่�สติ#ห์ร.อช้-ดัของข�อม'ลี่ท��ติ�องการเร�ยงจำากน�อยไปมาก โดัยม�

จำ�านวนข�อม'ลี่ท �งส��น N จำ�านวน } Exchanged True /* ติ วบ นท�กว�าไดั�ท�าการสลี่ บค�า */ I 1 /* I เป4นติ วเก2บติ�าแห์น�งของม'ลี่ท��ก�าลี่ ง

สนใจำ */ While (I < N and Exchanged) Exchanged False J 0 While (J < N) If (X[J] > X[J+1]) then Temp X[J] X[J] X[J+1] X[J+1] Temp

Exchanged True Endif J J + 1 EndWhile I I + 1 EndWhileEndModule

จากเอกสารประกอบการสอน CS111 อ.ดร.วุ�ชุร� จ�าปามู�ล

Operations on Elements : Example

• สมมติ�เราม�เมติร�กซ์# ขนาดั 2x3 ติ�องการค'ณข�อม'ลี่ในเมติร�กซ์#ให์�ม�ค�าเพ��มข��นสองเท�า

3 1 5

0 7 8

• น �นค.อเม.�อค'ณเสร2จำจำะไดั�เมติร�กซ์# เป4น6 2 10

0 14 16

Module Multiply_Elements (x[ ][ ], M, N){ X เป4น array ท��ติ�องการค'ณ 2 โดัยม�จำ�านวนข�อม'ลี่ท �งส��น M*N จำ�านวน } I 0 While (I < M)

J 0 While (J < N)

Temp X[I][J] * 2 X[I][J] Temp

J J + 1 EndWhile I I + 1 EndWhileEndModule

Operations on Elements : Algorithm

Operations on Elements : Example

• สมมติ�เราติ�องการบวกข�อม'ลี่ในสองเมติร�กซ์#ขนาดั 3x3

4 1 2

3 0 2

7 2 6

• น �นค.อเม.�อบวกเสร2จำจำะไดั�เมติร�กซ์# เป4น

3 2 2

1 5 6

2 5 1

7 3 4

4 5 8

9 7 7

Module Add_Two_Matrixes (x[][], y[][], M, N){ X แลี่ะ Y เป4น array ท��ติ�องการบวกม�ขนาดั M*N Z เป4น array ท��ใช้�เก2บผลี่บวกม�ขนาดั M*N} I 0 While (I < M)

J 0 While (J < N)

Temp X[I][J] + Y[I][J] Z[I][J] Temp

J J + 1 EndWhile I I + 1 EndWhileEndModule

Operations on Elements : Algorithm

e

จำงเข�ยนรห์ สลี่�าลี่อง เพ.�อเปร�ยบเท�ยบค�าของสองเมติร�กซ์#ติ�อไปน�� 24 12 3

8 7 1

4 5 55

1 2 3

8 23 4

8 9 5

M1= M2=

ผลี่ท��ไดั�จำะแสดังเมติร�กซ์#ท��ค�าของสมาช้�กแสดังผลี่ของการเปร�ยบเท�ยบถ้�า สมาช้�กใน M1 ม�ค�ามากกว�า สมาช้�กใน M2 ให์�แทนค�าดั�วย 1ถ้�า สมาช้�กใน M1 ม�ค�าเท�าก บ สมาช้�กใน M2 ให์�แทนค�าดั�วย 0ถ้�า สมาช้�กใน M1 ม�ค�าน�อยกว�า สมาช้�กใน M2 ให์�แทนค�าดั�วย -1

1 1 0

0 -1 -1

-1 -1 1

ผลี่ลี่ พธ์#ท��ไดั�ค.อ

Operations on Elements : Exercise

Strings

Strings

A sequence of characters.

Implementations

Arrays (1 dimension)

c o m p u t e r

e.g. computer

Strings : Example

• สมมติ�เราติ�องการเปร�ยบเท�ยบ String สองช้-ดัท��ม�ความยาวเท�าก น ท��ไดั�จำากการ input ผ�านแป8นพ�มพ# ติ วอย�างเช้�น

F R I D A Y

• ให์�เปร�ยบเท�ยบโดัยแสดังผลี่ว�า String ท �งสองช้-ดัน �นค.อ String ติ วเดั�ยวก นห์ร.อไม�

M O N D A Y

Strings : Example

Start /* this is a calling pseudo code */

Call input_data(A[ ], N)

Call input_data(B[ ], N)

Call Compare_data(A[ ], B[ ], N)

Call Display_result(Identical)

End

Module Input_data (X[], Size){ X เป4น array ท��เก2บ string ท��ไดั�จำากการ input ม�จำ�านวนเท�าก บSize} I 0 While (I < Size) Read X[I] I I + 1 EndWhileEndModule

Strings : Algorithm

Module Compare_data (X[], Y[], Size){X แลี่ะ Y เป4น arrays ท��เก2บ string ท��ไดั�จำากการ input ม�จำ�านวน

เท�าก บSize} Identical true /* เป4นติ วบ นท�กว�า เปร�ยบเท�ยบแลี่�วเห์ม.อนก น */ I 0 /* เป4นติ วเก2บติ�าแห์น�งอ กขระท��ติ�องการเปร�ยบเท�ยบ

*/ While (I < Size and Identical) If (X[I] = Y[I]) then Identical true else Identical false Endif I I + 1 EndWhile Call Display_result(Identical)EndModule

Strings : Algorithm

Module Display_result(Same_String) { Same_String เป4นติ วแปรบอกผลี่การเปร�ยบเท�ยบ } If (Same_String = true) then Display “Both strings are identical.” Else Display “Both strings are NOT identical.” EndifEndModule

Strings : Algorithm

จำงเข�ยนรห์ สลี่�าลี่อง เพ.�อเปลี่��ยนลี่�าดั บ (reverse) ของ string ใดัๆ ท��ร บเข�ามาจำากการป8อนข�อม'ลี่เข�า แลี่�วแสดังผลี่ลี่ พธ์#เป4น string ท��ท�าการ reverse แลี่�ว

เช้�น STUDENT

ผลี่ลี่ พธ์#ท��ไดั�ค.อ TNEDUTS

ห์มายเห์ติ-: ให์�ใช้�ว�ธ์� calling pseudo code

end

Strings : Exercise

Instructor:

Documents

Transcript of Instructor: