listas
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Tema: Listas Unidad Curricular: Desarrollo de Software Dirigido a: PNFSI Misión SucreTRANSCRIPT
Asignatura: Desarrollo de Software
Tema: Listas
PNFSI
Ing. Zamantha González Díaz Abril, 2008
Tema: Listas
Contenido
• Tipo de Dato Abstracto (TDA).
• Listas lineales.
• Tipos de implementaciones de listas.
• Pilas y Colas.
• Implementación en C++
Tipo de Dato Abstracto
Un Tipo de Dato Abstracto (TDA) se define como
un modelo matemático con un conjunto de
operaciones que se definen sobre este modelo.
Define un tipo de dato e incluye la descripción de
todo el comportamiento asociado al dato.
No está asociado a ninguna implementación. El
implementar un TDA supone la traducción de las
especificaciones del TDA en las sintaxis de un
lenguaje de programación en particular.
Tipo de Dato Abstracto
Al implementar un TDA en la POO, se debe
encapsular toda la lógica de almacenamiento y lograr
que la comunicación sea a través de los métodos de
acceso que se definen en la interfaz pública de la
implementación del TDA.
Conceptos básicos
Se denomina Nodo, elemento o también ítem, a la
unidad de información más elemental o indivisible.
TDA Lista Lineal
Una lista lineal es un conjunto de N nodos l1, l2, …
ln, con n 0, cuyas propiedades estructurales
esenciales incluyen sólo las posiciones lineales
(unidimensionales) relativas de los nodos; para ella
se definen operaciones como las siguientes:
• Tener acceso a un nodo.
• Insertar y eliminar un nodo en la lista.
• Combinar dos o más listas en una.
• Dividir una lista en dos o más listas.
• Determinar la cantidad de nodos de la lista.
• Ordenar la lista de acuerdo a un criterio.
• Buscar un elemento bajo una condición.
TDA Lista Lineal
Aclaraciones:
• n = 0 denota a la lista vacía, o sea, una lista que no
tiene elementos.
• Si n > 0, l1 es el primer nodo.
• Si 1 < k < n, lk es precedido por el nodo lk-1 y
seguido por el nodo lk+1.
• Si n > 0, IN es el último nodo.
TDA Lista Lineal
Una misma definición de un TDA puede conllevar a
implementaciones diferentes en dependencia de las
necesidades, así como de las características del
lenguaje en el que se va a desarrollar dicha
implementación.
Por su forma de almacenamiento, la lista lineal se
puede implementar en una de las siguientes
disposiciones:
• Secuencial
• Enlazada
Lista Secuencial
Una de las formas más simples de implementaciónde este TDA es usando un arreglo unidimensional.
Todos los elementos de la lista se almacenan enposiciones de memoria consecutivas. Por eso sehabla de disposición secuencial en la memoria de lacomputadora.
A la lista se le conoce como lista secuencial.
Lista Secuencial
. . . 1 2 3 4 5 N Índice del último Cantidad física nodo de la lista de elementos del arreglo
Ventajas y desventajas
Ventajas
Con esta disposición se accede a cualquier elementode la estructura de datos en tiempo constante.
Desventajas
Al asignar el arreglo en tiempo de compilación debeestablecerse un límite a priori sobre el número deelementos que pueden ser almacenados en laslistas.
Para inserciones y eliminaciones frecuentes hay quehacer corrimientos costosos.
Lista enlazada
En una lista enlazada se asigna memoria para elalmacenar los elementos de la lista conforme se vanecesitando, es decir a medida que se añaden oinsertan los elementos, y se conectan los elementosde la lista con punteros.
La memoria es liberada cuando ya no se necesitamás un elemento en la lista.
Esquemáticamente una lista enlazada se representapor una secuencia de nodos conectados por enlaces.
Lista enlazada
Cada nodo está conectado al siguiente por un solo
enlace, a esta estructura de datos se llama lista
simplemente enlazada.
primero
Lista enlazada
•Un nodo de una lista simplemente enlazada
contiene dos campos: datos (contiene un elemento
de la lista) y siguiente (almacena un enlace al
siguiente nodo de la lista).
•El campo siguiente del último nodo contiene un
símbolo especial que indica el final de las lista.
•Se accede a la lista por medio de un apuntador al
primer elemento y solo se puede recorrer la lista en
un sentido, del primer nodo al último nodo.
Lista doblemente enlazada
Cada nodo contiene tres campos: un campo que
almacena el elemento de la lista y los otros dos
almacenan los enlaces a los nodos precedente y
siguiente de la lista.
Se usan punteros nulos para marcar ambos
extremos de la lista.
primero•…
Lista enlazada circular
El campo siguiente del último nodo de la lista apunta
al primer nodo de la lista.
primero
Lista doblemente enlazada circular
El campo siguiente del último nodo apunte al primer
nodo de la lista y el campo anterior del primer nodo
apunte al último nodo de la lista.
primero•…
Ventajas y desventajas
Ventajas
No es preciso conocer la cantidad de elementos entiempo de compilación.
Ni las inserciones ni las eliminaciones implicanrealizar corrimientos de los elementos de la lista.
Desventajas
No permite el acceso directo a un elemento arbitrariode la lista. Para acceder al i-ésimo elemento,debemos recorrer la lista, comenzando por el primernodo, hasta llegar al elemento deseado.
Pilaprimero
(tope)
Una pila (stack) es un conjunto dinámico
que obedece al orden LIFO.
La pila es un caso particular de lista en la
que todas las inserciones y extracciones de
elementos se realizan por un solo extremo,
llamado el tope de la pila.
Operaciones en pilas
Estas operaciones reciben nombres especiales:
•Insertar (x). Inserta x en S. (Apilar o Push).
•Tope. Devuelve el elemento que fue insertado más
recientemente en S. (Cima).
•Eliminar. Devuelve el elemento que fue insertado
más recientemente y lo elimina. (Desapilar o Pop).
•Vacía. Devolver si la pila está vacía.
Cola
Una cola (queue) es un conjunto dinámico
que obedece al orden FIFO.
La cola es un caso particular de lista para
la que todas las inserciones se realizan
siempre por un extremo y las extracciones
se realizan siempre por el extremo opuesto.
primero
último
Operaciones en colas
Estas operaciones reciben nombres especiales:
•Insertar (x). Inserta x en la cola.
•Primero. Devuelve el elemento que lleva más
tiempo en la cola.
•Eliminar. Devuelve el elemento que lleva más
tiempo en la cola y lo elimina. (Avanzar)
•Vacía. Devolver si la cola está vacía.
Ejemplos
Un ejemplo de pila lo constituye el mecanismo que
establecen los lenguajes de programación para
garantizar las llamadas anidadas a subprogramas
dentro de una aplicación.
Un ejemplo de cola es la cola de impresión en el
sistema operativo Windows. Cada usuario de una red
de Windows coloca sus trabajos de impresión y el
sistema lo imprime en el mismo orden en que fueron
insertados en la cola de impresión.
Cola secuencial
. . . 0 1 2 3 4 N-1 Índice del Índice del primer elemento último elemento Cantidad física de elementos
Cola secuencial
•No hay correspondencia entre la posición del
último nodo y la cantidad de nodos de la cola.
•La condición de cola llena y de cola vacía, no se
pueden verificar haciendo uso del índice del
arreglo.
Cola circular 0 1 N-1 2 . . 3 13 4 12 5 11 6 10 7
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La cola circular propone tratar el arreglo como un
círculo donde cuando aLength se hace igual a aSize,
el siguiente elemento es el de índice 0. Esto permite
utilizar todos los espacios que quedan libres en el
arreglo luego de realizar eliminaciones de nodos.
Implementación en C++
•TSeqList
•TGSeqList
•TLinkedList
•TGLinkedList
•TDoubleList •TCircLinked
•TBaseList
•TDoubleCirc
•TNode
•TDoubleNode
Facilidades de los lenguajes
Los lenguajes de programación proporcionan
utilidades que permiten al desarrollador crear
estructuras de datos.
Objetivo: proporcionar clases, interfaces y
algoritmos para utilizar las estructuras de una
manera estandar.