listas como estructura de datos
DESCRIPTION
Listas como estructura de datos..TRANSCRIPT
REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO PARA EL PODER POPULAR DE LA EDUCACIÓN SUPERIOR
I.U.T. “ANTONIO JOSÉ DE SUCRE”
SAN FELIPE – YARACUY
LISTAS.
(COMO ESTRUCTURA DE DATOS).
NEIR NELO.
C.I; 17.992.474
III SEM. INFORMÁTICA ESC. 78
PROCESAMIENTO DE DATOS.
FEBRERO, 2014
ÍNDICE.
INTRODUCCIÓN._________________________________________________________2
Listas (Como estructura de datos)._____________________________________________4
Características.____________________________________________________________6
Tipos de listas._____________________________________________________________6
Tipos de listas enlazadas_________________________________________________________6
Listas enlazadas lineales_________________________________________________________6
Listas simples enlazadas_________________________________________________________7
Listas doblemente enlazadas_____________________________________________________7
Listas enlazadas circulares.______________________________________________________7
Listas enlazadas simples circulares.________________________________________________8
Listas enlazadas doblemente circulares.____________________________________________8
Usos de listas._____________________________________________________________8
Listas simples._____________________________________________________________8
Listas enlazadas.___________________________________________________________9
Listas circulares___________________________________________________________9
Operaciones con listas: creación, inserción, supresión.___________________________10
Operaciones sobre listas enlazadas._______________________________________________10
CONCLUSIÓN.___________________________________________________________13
REFERENCIAS.__________________________________________________________14
INTRODUCCIÓN.
La presente investigación se refiere al tema de listas sobre estructura de datos en las cuales
podemos definirlas de una manera simple como las listas son una sucesión de cero o más
elementos.
Esta es una definición muy simple y que no aclara demasiado en términos informáticos, así
que profundizaremos un poco más.
Hay varios tipos de listas, las hay enlazadas, no enlazadas, ordenadas y no ordenadas.
Nosotros vamos a estudiar las listas enlazadas, tanto ordenadas como no ordenadas.
La diferencia que existe entre las listas enlazadas y las no enlazadas es que las enlazadas
utilizan punteros, es decir, asignación dinámica de memoria, lo que optimiza la gestión de
la misma. Una lista no enlazada es un simple array, y por lo tanto es un bloque contiguo de
memoria, mientras que una lista enlazada es un conjunto de nodos que no tienen porque
ocupar posiciones contiguas de memoria.
La diferencia entre listas ordenadas y no ordenadas es obvia, las ordenadas mantienen
cierto orden entre sus elementos.
A partir de ahora nos centraremos en las listas enlazadas no ordenadas.
Una lista es una sucesión de nodos en la que a partir de un nodo se puede acceder al que
ocupa la siguiente posición en la lista. Esta característica nos indica que el acceso a las
listas es secuencial y no indexado, por lo que para acceder al último elemento de la lista hay
que recorrer los n-1 elementos previos ( n es el tamaño de la lista).
LISTAS (COMO ESTRUCTURA DE DATOS).
En Ciencias de la Computación, una lista es una de las estructuras de
datos fundamentales, y puede ser usada para implementar otras estructuras de datos.
Consiste en una secuencia de nodos, en los que se guardan campos de datos arbitrarios y
una o dos referencias, enlaces o punteros al nodo anterior o posterior. El principal beneficio
de las listas enlazadas respecto a los vectores convencionales es que el orden de los
elementos enlazados puede ser diferente al orden de almacenamiento en la memoria o el
disco, permitiendo que el orden de recorrido de la lista sea diferente al de almacenamiento.
Una lista enlazada es un tipo de dato autorreferenciado porque contienen un puntero
o enlace (en inglés link, del mismo significado) a otro dato del mismo tipo. Las listas
enlazadas permiten inserciones y eliminación de nodos en cualquier punto de la lista en
tiempo constante (suponiendo que dicho punto está previamente identificado o localizado),
pero no permiten un acceso aleatorio. Existen diferentes tipos de listas enlazadas: listas
enlazadas simples, listas doblemente enlazadas, listas enlazadas circulares y listas enlazadas
doblemente circulares.
Las listas enlazadas pueden ser implementadas en muchos lenguajes. Lenguajes
tales como Lisp y Scheme tiene estructuras de datos ya construidas, junto con operaciones
para acceder a las listas enlazadas. Lenguajes imperativos u orientados a objetos tales
como C o C++ y Java, respectivamente, disponen de referencias para crear listas enlazadas.
Las listas enlazadas fueron desarrolladas en 1955-56 por Cliff Shaw y Herbert
Simon en RAND Corporation, como la principal estructura de datos para su Lenguaje de
Procesamiento de la Información (IPL). IPL fue usado por los autores para desarrollar
varios programas relacionados con la inteligencia artificial, incluida la Máquina de la
Teoría General, el Solucionador de Problemas Generales, y un programa informático
de ajedrez. Se publicó en IRE Transactions on Information Theory en 1956, y en distintas
conferencias entre 1957-1959, incluida Proceedings of the Western Joint Computer en 1957
y 1958, y en Information Processing (Procendents de la primera conferencia internacional
del procesamiento de la información de la Unesco) en 1959. El diagrama clásico actual, que
consiste en bloques que representan nodos de la lista con flechas apuntando a los sucesivos
nodos de la lista, apareció en Programming the Logic Theory Machine, de Newell y Shaw.
Newell y Simon fueron reconocidos por el ACM Turing Award en 1975 por “hacer
contribuciones básicas a la inteligencia artificial, a la psicología del conocimiento humano
y al procesamiento de las listas”.
El problema de los traductores del procesamiento natural del lenguaje condujo
a Victor Yngve del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) a usar listas enlazadas
como estructura de datos en su COMIT, lenguaje de programación para computadoras, que
investigó en el campo de la Lingüística computacional. Un informe de este lenguaje,
titulado “A programming language for mechanical translation” apareció en Mechanical
Translation en 1958.
LISP, el principal procesador de listas, fue creado en 1958. Una de las mayores
estructuras de datos de LISP es la lista enlazada.
En torno a los 60, la utilidad de las listas enlazadas y los lenguajes que utilizaban
estas estructuras como su principal representación de datos estaba bien establecida. Bert
Green, del Lincoln Laboratory del MIT, publicó un estudio titulado Computer languages
for symbol manipulation en IRE Transaction on Human Factors in Electronics en marzo de
1961 que resumía las ventajas de las listas enlazadas. Un posterior artículo, A Comparison
of list-processing computer languages de Bobrow y Raphael, aparecía enCommunications
of the ACM en abril de 1964.
Muchos sistemas operativos desarrollados por la empresa Technical Systems
Consultants (originalmente de West Lafayette Indiana y después de Raleigh, Carolina del
Norte) usaron listas enlazadas simples como estructuras de ficheros. Un directorio de
entrada apuntaba al primer sector de un fichero y daba como resultado porciones de la
localización del fichero mediante punteros. Los sistemas que utilizaban esta técnica
incluían Flex (para el Motorola 6800 CPU), mini-Flex (la misma CPU) y Flex9 (para el
Motorola 6809 CPU). Una variante desarrollada por TSC se comercializó a Smoke Signal
Broadcasting en California, usando listas doblemente enlazadas del mismo modo.
El sistema operativo TSS, desarrollado por IBM para las máquinas System 360/370,
usaba una lista doblemente enlazada para su catálogo de ficheros de sistema. La estructura
de directorios era similar a Unix, donde un directorio podía contener ficheros u otros
directorios que se podían extender a cualquier profundidad. Una utilidad fue creada para
arreglar problemas del sistema después de un fallo desde las porciones modificadas del
catálogo de ficheros que estaban a veces en memoria cuando ocurría el fallo. Los
problemas eran detectados por comparación de los enlaces posterior y anterior por
consistencia. Si el siguiente de ellos era corrupto y el anterior enlace del nodo infectado era
encontrado, el enlace posterior era asignado al nodo marcado con el enlace anterior.
Características.
La cantidad reservada de almacenamiento para la pila o la cola esfija. Vimos pilas y
colas alojadas en arreglos.
Problemas al insertar o eliminar elementos.
Una representación secuencial, refleja el orden lógico de los elementos físicamente
almacenados en la lista; el orden físico y lógico son los mismos.
Solución a los problemas de movimiento de los datos que se ha encontrado al
utilizar representaciones secuenciales.
Con la representación no secuencial el orden lógico y el orden físico de los
elementos no es necesario que sea el mismo.
El orden lógico se representa de tal forma que cada elemento apunta al siguiente
elemento, es decir, se encuentran ligados.
Tipos de listas.
Tipos de listas enlazadas Listas enlazadas lineales Listas simples enlazadas
La lista enlazada básica es la lista enlazada simple la cual tiene un enlace por nodo.
Este enlace apunta al siguiente nodo (o indica que tiene la dirección en memoria del
siguiente nodo) en la lista, o al valor NULL o a la lista vacía, si es el último nodo.
Listas doblemente enlazadas.
Un tipo de lista enlazada más sofisticado es la lista doblemente enlazada o lista
enlazadas de dos vías. Cada nodo tiene dos enlaces: uno apunta al nodo anterior, o apunta al
valor NULL si es el primer nodo; y otro que apunta al nodo siguiente, o apunta al
valor NULL si es el último nodo.
En algún lenguaje de muy bajo nivel, XOR-Linking ofrece una vía para
implementar listas doblemente enlazadas, usando una sola palabra para ambos enlaces,
aunque esta técnica no se suele utilizar.
Listas enlazadas circulares.
En una lista enlazada circular, el primer y el último nodo están unidos juntos. Esto
se puede hacer tanto para listas enlazadas simples como para las doblemente enlazadas.
Para recorrer una lista enlazada circular podemos empezar por cualquier nodo y seguir la
lista en cualquier dirección hasta que se regrese hasta el nodo original. Desde otro punto de
vista, las listas enlazadas circulares pueden ser vistas como listas sin comienzo ni fin. Este
tipo de listas es el más usado para dirigir buffers para “ingerir” datos, y para visitar todos
los nodos de una lista a partir de uno dado.
Una lista enlazada circular que contiene tres valores enteros.
Listas enlazadas simples circulares.
Cada nodo tiene un enlace, similar al de las listas enlazadas simples, excepto que el
siguiente nodo del último apunta al primero. Como en una lista enlazada simple, los nuevos
nodos pueden ser solo eficientemente insertados después de uno que ya tengamos
referenciado. Por esta razón, es usual quedarse con una referencia solamente al último
elemento en una lista enlazada circular simple, esto nos permite rápidas inserciones al
principio, y también permite accesos al primer nodo desde el puntero del último nodo.
Listas enlazadas doblemente circulares.
En una lista enlazada doblemente circular, cada nodo tiene dos enlaces, similares a
los de la lista doblemente enlazada, excepto que el enlace anterior del primer nodo apunta
al último y el enlace siguiente del último nodo, apunta al primero. Como en una lista
doblemente enlazada, las inserciones y eliminaciones pueden ser hechas desde cualquier
punto con acceso a algún nodo cercano. Aunque estructuralmente una lista circular
doblemente enlazada no tiene ni principio ni fin, un puntero de acceso externo puede
establecer el nodo apuntado que está en la cabeza o al nodo cola, y así mantener el orden
tan bien como en una lista doblemente enlazada.
Usos de listas.Las listas se utilizan para organizar información. Pueden estar incluidas dentro de
un artículo, o conformar un anexo independiente.
Listas simples.La lista enlazada básica es la lista enlazada simple la cual tiene un enlace por nodo.
Este enlace apunta al siguiente nodo (o indica que tiene la dirección en memoria del
siguiente nodo) en la lista, o al valor NULL o a la lista vacía, si es el último nodo.
Listas enlazadas.Una lista enlazada o estructura ligada, es una estructura lineal que almacena una
colección de elementos generalmente llamados nodos, en donde cada nodo puede
almacenar datos y ligas a otros nodos. De esta manera los nodos pueden localizarse en
cualquier parte de la memoria, utilizando la referencia que lo relaciona con otro nodo
dentro de la estructura.
Las listas enlazadas son estructuras dinámicas que se utilizan para almacenar datos
que están cambiando constante mente. A diferencia de los vectores, las estructuras
dinámicas se expanden y se contraen haciéndolas más flexibles a la hora de añadir o
eliminar información.
Las listas enlazadas permiten almacenar información en posiciones de memoria que
no sean contiguas; para almacenar la información contienen elementos llamados nodos.
Estos nodos poseen dos campos uno para almacenar la información o valor del elemento y
otro para el enlace que determina la posición del siguiente elemento o nodo de la lista.
Listas circulares.
En una lista enlazada circular, el primer y el último nodo están unidos juntos. Esto
se puede hacer tanto para listas enlazadas simples como para las doblemente enlazadas.
Para recorrer una lista enlazada circular podemos empezar por cualquier nodo y seguir la
lista en cualquier dirección hasta que se regrese hasta el nodo original. Desde otro punto de
vista, las listas enlazadas circulares pueden ser vistas como listas sin comienzo ni fin. Este
tipo de listas es el más usado para dirigir buffers para “ingerir” datos, y para visitar todos
los nodos de una lista a partir de uno dado.
Una lista enlazada circular que contiene tres valores enteros.
Operaciones con listas: creación, inserción, supresión.
Operaciones sobre listas enlazadas.
Cuando se manipulan listas enlazadas, hay que tener cuidado con no usar valores
que hayamos invalidado en asignaciones anteriores. Esto hace que los algoritmos de
insertar y borrar nodos en las listas sean algo especiales. A continuación se expone
el pseudocódigo para añadir y borrar nodos en listas enlazadas simples, dobles y circulares.
Listas enlazadas lineales.
Listas simples enlazadas.
Nuestra estructura de datos tendrá dos campos. Vamos a mantener la variables
Primer Nodos que siempre apunta al primer nodo de tal lista, ó nulo para la lista
vacía.
record Node {
data // El dato almacenado en el nodo
next // Una referencia al nodo siguiente, nulo para el último nodo
}
record List {
Node PrimerNodo // Apunta al primer nodo de la lista; nulo para la lista vacía
}
El recorrido en una lista enlazada es simple, empezamos por el primer nodo y
pasamos al siguiente hasta que la lista llegue al final.
node := list.PrimerNodo
while node not null {
node := node.next
}
El siguiente código inserta un elemento a continuación de otro en una lista simple.
El diagrama muestra cómo funciona.
function insertAfter(Node node, Node newNode) {
newNode.next := node.next
node.next := newNode
}
Insertar al principio de una lista requiere una función por separado. Se necesita
actualizar PrimerNodo.
function insertBeginning(List list, Node newNode) {
newNode.next := list.firstNode
list.firstNode := newNode
}
De forma similar, también tenemos funciones para borrar un nodo dado ó para
borrar un nodo del principio de la lista. Ver diagrama.
function removeAfter(Node node) {
obsoleteNode := node.next
node.next := node.next.next
destroy obsoleteNode
}
function removeBeginning(List list) {
obsoleteNode := list.firstNode
list.firstNode := list.firstNode.next
destroy obsoleteNode
}
Advertimos que BorrarPrincipio pone PrimerNodo a nulo cuando se borra el último
elemento de la lista. Adjuntar una lista enlazada a otra puede resultar ineficiente a menos
que se guarde una referencia a la cola de la lista, porque si no tendríamos que recorrer la
lista en orden hasta llegar a la cola y luego añadir la segunda lista.
CONCLUSIÓN.
Como conclusión del presente trabajo de investigación sobre listas como estructuras de
datos, es importante mencionar que las listas son una de las estructuras de
datos fundamentales, y puede ser usada para implementar otras estructuras de datos.
Consiste en una secuencia de nodos, en los que se guardan campos de datos arbitrarios y
una o dos referencias, enlaces o punteros al nodo anterior o posterior. El principal beneficio
de las listas enlazadas respecto a los vectores convencionales es que el orden de los
elementos enlazados puede ser diferente al orden de almacenamiento en la memoria o el
disco, permitiendo que el orden de recorrido de la lista sea diferente al de almacenamiento.
La lista enlazada básica es la lista enlazada simple la cual tiene un enlace por nodo. Este
enlace apunta al siguiente nodo (o indica que tiene la dirección en memoria del siguiente
nodo) en la lista, o al valor NULL o a la lista vacía, si es el último nodo.
Las listas enlazadas son estructuras dinámicas que se utilizan para almacenar datos que
están cambiando constante mente. A diferencia de los vectores, las estructuras dinámicas se
expanden y se contraen haciéndolas más flexibles a la hora de añadir o eliminar
información.
Las listas enlazadas permiten almacenar información en posiciones de memoria que no sean
contiguas; para almacenar la información contienen elementos llamados nodos. Estos nodos
poseen dos campos uno para almacenar la información o valor del elemento y otro para el
enlace que determina la posición del siguiente elemento o nodo de la lista.
REFERENCIAS.
http://es.wikipedia.org/wiki/Lista_(inform%C3%A1tica)
National Institute of Standards and Technology (August 16, 2004). Definition of a
linked list. Retrieved December 14, 2004.
Antonakos, James L. and Mansfield, Kenneth C., Jr. Practical Data Structures Using
C/C++ (1999). Prentice-Hall. ISBN 0-13-280843-9, pp. 165–190
Collins, William J. Data Structures and the Java Collections Framework (2002,2005)
New York, NY: McGraw Hill. ISBN 0-07-282379-8, pp. 239–303
Cormen, Thomas H.; Leiserson, Charles E.; Rivest, Ronald L.; Stein,
Clifford Introductions to Algorithms (2003). MIT Press. ISBN 0-262-03293-7, pp. 205–
213, 501–505
McCarthy, John (1960). Recursive Functions of Symbolic Expressions and Their
Computation by Machine, Part I. Communications of the
ACM. [1] HTML DVI PDFPostScript
Donald Knuth. Fundamental Algorithms, Third Edition. Addison-Wesley, 1997. ISBN
0-201-89683-4. Sections 2.2.3–2.2.5, pp.254–298.
Thomas H. Cormen, Charles E. Leiserson, Ronald L. Rivest, and Clifford
Stein. Introduction to Algorithms, Second Edition. MIT Press and McGraw-Hill,
2001. ISBN 0-262-03293-7. Section 10.2: Linked lists, pp.204–209.
http://www.monografias.com/trabajos10/esda/esda.shtml
Ist Cepea Lima – Perú
Bermúdez Moncada, Isabel
Chumpitaz Heirisman, Roel
Salazar Beaumont Blanco, Enrique