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  • ZOJ 1635 Directory Listing 解题报告

           题目:1635 Directory Listing(列出目录)

           http://acm.zju.edu.cn/onlinejudge/showProblem.do?problemId=635

            看描述好像是chenyue姐姐出的题目。这道题的大意是,给出一个UNIX文件系统的树,以及树节点的自身size,按要求列出它们,保持适当的缩进,并统计每个节点的总的size。输入的第一行代表根结点,每一个节点由name size或者*name size的形式组成(如果包含*表示这是一个文件夹,它包含的子节点将在下一行中列出,并用圆括号包含,size是一个表示节点自身属性的正整数)。在输出节点时,需要输出该节点自身size和所有子节点size的和。

           深度为d的节点前面应该有8d的前导(由空格或竖线组成);

    示范输入:

    */usr 1
    (*mark 1 *alex 1)
    (hw.c 3 *course 1) (hw.c 5)
    (aa.txt 12)


     

    示范输出:

    |_*/usr[24]
            |_*mark[17]
            |       |_hw.c[3]
            |       |_*course[13]
            |               |_aa.txt[12]
            |_*alex[6]
                    |_hw.c[5]

            ---------------------------------------------------------------------------------------
           题目属于按固定格式输出的题目,但本质上是属于对“树”这种数据结构的考察。不难看出,在读取输入时,输入方式实际上是一种类似树的“按层次遍历”,即按照节点深度从小到大的顺序给出每一层次的节点,第k行即代表了该深度(depth=k)的所有节点。同时,如果节点不包含*,表示是叶子节点,如果包含*,则属于“文件夹”,因此一定会有下一行。如果某一行不包含任何*,则一棵树输入完毕。

           而对于输出,容易看出,输出实际上是对树的前序遍历。

           在我的此前的一篇博客中,已经详细讲解过如何通过栈来前序遍历树,以及如何通过队列来层次遍历树,因此这里不再详细介绍了。输出的时候完全是前序遍历,无须多做解释。唯一有点特别的是读取输入的过程就是组装这颗树的过程,组装过程中我们先把根结点(一定包含*)入列,然后依次读取下一行,下一行中假设包含n组子节点(即含有n组圆括号),则针对每一组子节点,从队列中出列一个节点作为这些子节点的父节点即可。直到队列为空,一棵树的读取和组装完毕。

           这里我们还要注意的第一个细节问题是,在组装过程中,我们还要把该节点的最终size统计出来。因此我们给每个树节点增加了一个父节点指针,这样每挂接一个子节点,从该节点向根结点追溯,对所有父辈节点累加该size。此外我们还需要一个属性记录该节点的所在深度,这个属性在后面的输出时被利用。因此,我们把节点定义如下:

    typedef struct tnode
    {
          char text[11];/*节点名称*/
          int depth; /*该节点所在层次*/
          int size; /*该节点的当前值,最终值=自身值+所有子节点值*/
          struct tnode *child[10]; /*根结点*/
          struct tnode *parent; /*父节点,用于向根结点累加size*/
    } TNODE;

           下面我们即可给出读取并组装树的代码。值得注意的是,我们每次读取一行,而该行中包含的子节点组的个数n是未知的,因此我们需要对读取进来的这一行通过ParseLine函数进行解析,即根据'('和')'字符,把圆括号内部的文本提取出来,再传递给AddChildNodes函数进行处理。

    Code_InputTree

           注意在上面的代码中,我们在AddChildNodes函数的最后面对节点的size进行向根结点方向的追踪累加,这样树组装完毕后,每个节点的size就是最终要输出的值。

           当树读取进来并且组装以后,我们只需要对这个树进行前序遍历,依次打印节点即可,这部分的内容比较简单。但显然在输出中存在很关键的打印技巧,即如何准确打印出树的形状,每一个节点前面的前导字符串是关键!每一行由下面的格式组成:

           [前缀字符串] |_ [节点名称] [size]

           这里唯一有难度和技巧性的是前缀字符串的确定,每一深度的缩进由8个空格组成,但有时第一个空格实际上是竖线。那么竖线是否出现的规律是什么呢?仔细观察我们可以发现,当该节点的父节点是祖父节点的最后一个子节点(即老幺)时,父节点下方将不包含竖线。否则这8个空格中的第一个被替换为'|'。这样我们就不难写出下面的代码,提供一个缓冲区,然后我们把它设置为正确的前缀字符串:

     

    Code_设置前缀字符串

             最后我们就可以用常规的栈前序遍历输出结果:

    Code_用栈辅助来前序遍历输出

             同时我们在输出完一棵树以后,在读取下一颗树之前,应当把当前的树说申请的内存还给系统。由于刚刚使用栈输出过这棵树,因此这棵树的所有节点实际上都位于辅助栈内。因此我们只需要把栈里所有节点释放即可:

    Code_释放树占用的内存

             最后,我们再关注一下需要注意的事项:

             (1)我们在输出所有节点以后,才统一的一次性释放所有节点。而不是每输出一个节点就当即释放一个节点。这样做的原因是我们需要用节点关系去推导前缀字符串,因此我们没有立即就释放已经遍历过的节点。 

           (2)我们使用malloc申请了一个节点以后,请注意这样的内存是“原始”的,也就是未经过任何初始化的,因此如果里面包含指针(例如节点的父节点指针,所有子节点指针),则这些指针全部属于“野指针”状态。如果不对这些指针进行初始化,将会导致灾难性后果。所以每次申请到一个节点后我们必须要做的第一步是初始化它:即memset( node, 0, sizeof(TNODE)); 这一条语句将保证节点中所有指针被设置为NULL,切不可忘记!!!

            (3)实际上由于输入和输出是完全顺序的操作,因此这里的辅助栈和辅助队列可以合并为一个,它是queue还是stack完全取决于我们如何使用它。但为了清晰起见,我们的代码还是保留为独立的queue和stack空间。

            (4)此题看似容易,但实际上包含了相当的技巧性,并不是很容易在短时间内写好,从它较低的AC率(24%)来看说明它也不是一道简单的送分题。我仔细调试和检查了代码,直到全部正确才提交,然后一次性AC了,运行时间和内存占用都和解排行榜上的数据一致。

     

     

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