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7/23/2019 Cap VI, STRINGS.pdf

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FACULTAD DE INGENIERA

ESCUELA DE INGENIERA ENSISTEMAS Y COMPUTACIN

ESTRUCTURA DE DATOS

Pamela Vsquez Costales


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UNIDAD II

CAPTULO VI

STRINGS


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STRINGS

Objetivos

O Definir qu es un string y cmo sedisea bajo las reglas de laabstraccin de datos.

O

Conocer algunas de las opciones derepresentacin para el TDA string,analizando sus ventajas y desventajas.


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Qu es un string y por qu esimportante su anlisis?

La palabra string hace referencia a unacadena de caracteres. Su estudio cobra

importancia cuando se toma enconsideracin que la mayor parte de lainformacin que se maneja actualmenteen casi cualquier rea del conocimiento,

puede verse como una secuencia decaracteres.


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De qu forma conceptualizar unstring como un TDA?

Dada la importancia de los strings, es

conveniente considerarlos como unaestructura de datos que contendr el

conjunto de operaciones ms relevantespor realizar. Partiendo de esto, el primerpaso sera definir el TDA que representa

la estructura que se desea disear.


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Se pueden disear muchos TDA quedefinan un string considerando quoperaciones se tomarn como bsicas

para el funcionamiento de dicha

estructura y cul ser el conjunto decaracteres que se aceptarn como partede l.

Una posible definicin para el TDA de unstring sera la siguiente:


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Cmo se puede representar el TDA

del string?

Hay diversas posibilidades pararepresentar una cadena de caracteres.

Se puede almacenar en la memoriacontigua, como sera el caso de unarreglo; tambin podra utilizarse

almacenamiento no contiguo, como laslistas encadenadas. Incluso en estas dosposibilidades se pueden generar una

gran cantidad de variantes.


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Cules son las formas mscomunes de representacin con

almacenamiento contiguo?

Generalmente, la representacin enmemoria contigua se basa en el uso de

arreglos de caracteres. Los msutilizados son:


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Forma 1: uso de un carctercentinela

En este tipo de representacin, loscaracteres que conforman el string se

almacenan en un arreglo de caracterescon longitud predefinida. El string actualse delimita con un carcter especial (que

no forma parte del conjunto de

elementos del string) colocado al final delos caracteres que estn almacenados en

l.


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Obviamente, en este tipo de repre-sentacin se debe considerar que el

centinela es un carcter que ocupar unespacio; por lo tanto, se debe tomar en

cuenta al calcular la longitud mxima quetendr el string


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La principal desventaja de este tipo de

representacin es que se desconoce lalongitud actual de un string, elemento

que se requiere para realizar grancantidad de operaciones. Cuando esto

ocurre, este valor se debe calcularcontinuamente. Por ejemplo, en el

lenguaje C, los strings estn delimitadospor el carcter nulo, representado por la

secuencia '\0'.


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En la figura se muestra grficamente

este tipo de representacin:


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Forma 2: almacenamiento de lalongitud actual de un string

En este tipo de representacin, tambinlos caracteres se almacenan en un

arreglo de extensin predefinida. Eneste modelo la longitud actual del stringse almacena en la primera posicin delarreglo (generalmente la posicin 0)

que no forma parte del string aunquecomparte la misma definicin de datos.


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La principal desventaja de este tipo derepresentacin es que, debido a que lalongitud se almacena en una posicin

de tipo carcter, la longitud mxima del

string se restringe (a 255 caracteres).Este tipo de representacin se emplea

para almacenar los strings en ellenguaje Pascal. Grficamente, este tipo

de representacin se muestra en lasiguiente figura:


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Cules son las formas mscomunes de representacin conalmacenamiento no contiguo?

Cuando se emplea almacenamiento nocontiguo, generalmente se usan listasencadenadas debido a la relacin linealque se establece entre los elementos

que conforman el string. Las mscomunes, dentro de las variantes que sepueden generar con este formato, son:


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Forma 1: lista encadenada de nodoscon un carcter por nodo

En este modelo se genera una listaencadenada donde cada uno de los

nodos almacena nicamente a uno delos caracteres del string y la direccin

donde se encuentra el siguiente nodo dela lista como se indica en la figura:


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La principal ventaja de este tipo de

representacin es que se puedengenerar strings de longitud "infinita" yaprovechar fcilmente las operacionesdefinidas, sobre una lista encadenada

para implantar las operaciones propiasdel string. Sin embargo, este modelo

presenta una fuerte desventaja:desperdicia mucha memoria (hasta

80%) debido al almacenamiento detantas direcciones de nodos que es

indispensable guardar.


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Forma 2: lista encadenada de nodos

con N caracteres por nodoEn este tipo de representacin se generauna lista encadenada donde cada uno de

los nodos almacena Ncaracteres delstring (N > 1) y la direccin donde seencuentra el siguiente nodo de la lista.


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La principal ventaja de este tipo de

representacin es que se puedengenerar strings de longitud "infinita" y sedisminuye un poco el desperdicio de

memoria generado con la representacin

anterior.


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Sin embargo, este modelo tiene una

gran desventaja: la implementacin desus operaciones es ms compleja, yaque la informacin contenida en el stringest almacenada en forma de substrings

en diferentes nodos de una listaencadenada lo que dificulta el

movimiento de caracteres dentro delstring.


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Dependiendo del valor que se establezca

para N, grficamente este modelo semuestra en la siguiente figura, alsuponer un valor de N = 6:


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Cules son las variantes de una

lista encadenada?Si se consideran las caractersticas deuna lista encadenada es posible generar

diversas variantes de gran utilidad.

Entre las ms comunes se encuentran:O Listas encadenadas circulares

O Listas doblemente encadenadas

O Listas doblemente encadenadascirculares

O Listas con mltiples encadenamientos


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Cmo es una lista encadenadacircular?

Es una ligera variante de la listaencadenada lineal; se obtiene al

considerar el "primer" nodo de la listacomo el sucesor del ltimo nodo,

almacenando la direccin del primerelemento en el campo de direccin del

ltimo, en lugar de almacenar ladireccin nula.


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Al realizar esta modificacin se generaautomticamente un crculo, donde

realmente ya no existe ni el primero niun ltimo elemento.


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Caractersticas generales de unalista circular

O Es necesario mantener un apuntadorgeneral a la estructura (Lista), aunque

ya no apunte obligatoriamente alprimer elemento.

O La direccin nula no existe en la lista,excepto cuando la lista est vaca.

O Si la lista contiene un solo elemento, elcampo de direccin apuntar a esemismo nodo.


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O Como la lista es un crculo, es posiblellegar a cualquier nodo de la lista apartir de cualquiera de sus nodos, loque es imposible en una lista lineal

como indica la figura: Esquema de unalista encadenada circular.


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Cdigo en lenguaje C++ de lasinstrucciones que sirven para desplegar la

informacin de una lista circular:

Observe la importancia de validar el casoextremo de la lista vaca, y de controlar

con un ciclo do...while el desplegado de lainformacin.


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Cmo es una lista doblementeencadenada?

Este tipo de listas se utilizan cuando la

aplicacin sobre una lista encadenadadebe recorrer la lista en ambos sentidos,

algo imposible de realizar en una listaencadenada lineal y, aunque es posible

hacerlo en una lista circular, resulta muyineficiente.


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Caractersticas generales de unalista doblemente encadenada

O Se requiere mantener un apuntador

general a la estructura (Lista), a pesarde que los nodos conocen a supredecesor y a su sucesor. No esnecesario que lista apunte al primer

elemento de la lista, ya que siempre sepodr llegar a l como indica la figura:


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Esquema de una lista doblementeencadenada


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O Cada nodo requiere almacenar, ademsdel elemento, dos direcciones: la delpredecesor y la del sucesor.

O El movimiento de apuntadores puede

hacerse en ambas direcciones.


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Los nodos de una lista doblementeencadenada se definiran de la siguiente

manera en el lenguaje C++:


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La eliminacin del nodo sealado por elapuntador P en una lista doblemente

encadenada, requerir de las siguientesinstrucciones en lenguaje C++:


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La insercin de un nodo despus delnodo sealado por el apuntador P enuna lista doblemente encadenada,

requerir de las siguientes instrucciones

en lenguaje C++:


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Cmo es una lista doblementeencadenada circular?

En este tipo de listas, cada nodo

almacena la direccin de su sucesor y desu predecesor. No existe un inicio ni un

final.


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Caractersticas generales de una

lista circular doblemente enca-denada circular

O Se requiere mantener un apuntadorgeneral a la estructura (Lista), a pesarde que los nodos conocen a supredecesor y a su sucesor. Este

apuntador puede guardar la direccinde cualquier nodo de la lista comoindica la figura:


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Esquema de una lista doblemente

encadenada circular


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O Cada nodo requiere almacenar, ademsdel elemento, dos direcciones (la delpredecesor y la del sucesor).

O La direccin nula no existe en la lista,

excepto cuando est vaca.O Si la lista contiene un elemento, el

campo de direccin apuntar a esemismo nodo.

O El movimiento de apuntadores puedehacerse en ambas direcciones.


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Cmo es una lista con mltiplesencadenamientos?

Esta variante permite mezclar listas que

contienen diferentes elementos. Loanterior se logra cuando los nodosalmacenan la direccin de otra lista

como indica la figura.


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Esquema de una lista con mltiples

encadenamientos

Estas mezclas pueden llegar a ser tancomplejas como la aplicacin lo requiera.

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