listas en c#
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ListasEn Ciencias de la Computación, una lista enlazada 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(punteros) al nodo anterior y/o posterior. El principal beneficio de las listas
enlazadas respecto a los array 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 auto-referenciado porque contienen un puntero o link 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: Lista 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++ yJava, respectivamente, disponen de referencias para crear listas enlazadas.
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 en la lista, o al valor NULL o a la lista vacía, si es el último
nodo.
Una lista enlazada simple contiene dos valores: el valor actual del nodo y un enlace al siguiente nodo
Lista Doblemente Enlazada
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.
Una lista doblemente enlazada contiene tres valores: el valor, el link al nodo siguiente, y el link al anterior
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 el uso de 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 circulares simples
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. 1
Lista Enlazada Doblemente Circular
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.
Nodos Centinelas
A veces las listas enlazadas tienen un nodo centinela (también llamado falso nodo o nodo
ficticio) al principio y/o al final de la lista, el cual no es usado para guardar datos. Su propósito
es simplificar o agilizar algunas operaciones, asegurando que cualquier nodo tiene otro anterior
o posterior, y que toda la lista (incluso alguna que no contenga datos) siempre tenga un “primer
y último” nodo.
La clase LinkedNode en C#. Interfaz Ilist
Las listas (List) en C# son colecciones de datos mucho más potentes y funcionales
que los arrays, por lo que su uso es muy común en el desarrollo de aplicaciones. Y
es que con las listas (List) todo se hace mucho más sencillo. Ahorramos código y
disponemos de los métodos que siempre soñamos tener en la clase Array.
En este tutorial veremos como crear nuestra propia lista de elementos usando
nodos enlazables, así como programar los métodos Add, Insert, Remove, IndexOf,
Contains, Clear y otras funciones disponibles en la Interfaz IList.
¿Qué es un nodo enlazable?
Un nodo enlazable es una clase que tiene principalmente un valor de tipo object y
un enlace hacia el nodo siguiente.
¿Para que sirve?
Los nodos enlazables pueden ser utilizados para almacenar los elementos de la lista
que queremos crear. De igual manera podríamos usar un array, pero además de ser
mucho más costoso, a mí me gustan más los nodos enlazables.
Por tanto esta sería la clase Nodo:
Ahora que ya tenemos nuestra clase Nodo, crearemos nuestra lista. Una clase a la
que llamaremos ListaEnlazable. Como todas, las listas van a tener las mismas
funcionalidades, las que heredaremos de una interfaz llamada IList.
Para quienes no lo saben, una interfaz es una especie de plantilla, con un conjunto
de métodos y propiedades definidas pero no programadas y que las podemos usar
en clases y estructuras.
Para usar la interfaz Ilist creamos la clase ListaEnlazable y heredamos de la
interfaz Ilist que viene por defecto con el Visual Studio. Luego hacemos clic
derecho sobre Ilist y seleccionamos Implementar Interfaz (Implement interface):
Pues bien, ahora vamos a crear las variables necesarias para programar cada uno
de los métodos de la interfaz Ilist.
Necesitaremos dos Nodos: primero y último, para poder recorrer la lista, y empezar
desde algún lugar. Además podríamos necesitar un contador, que permita saber la
cantidad de elementos que hay en un momento dado. Y el constructor por defecto
lo único que haría es inicializar las variables, para crear una nueva ListaEnlazable
vacía. De esta forma, tendríamos algo como lo siguiente:
public void Add(object x)
La función de este método es añadir un elemento al final de la lista. Veamos la
implementación de Add:
Como ven, es muy sencillo, solo hay que crear un nuevo nodo, enlazar el último con
este nuevo nodo y luego poner este nodo como último.
public void Insert(int index, object x)
Añade un elemento a la lista, pero a diferencia de Add(object x), este lo inserta en
una posición dada.
Como ven, hay que recorrer la lista hasta encontrar la posición donde queremos
insertar el elemento.
public int IndexOf(object x)
Devuelve la posición de un elemento de la lista.
Al final, si este método no encuentra el elemento x en la lista, retorna -1, veamos
como usar esto en el siguiente método.
public bool Contains(object x)
Este método nos dice si un elemento está o no en la lista. Devuelve true en caso de
que la lista contenga al elemento x y false en caso contrario.
La operación es muy simple, pues usamos IndexOf(x) que ya está implementado en
esta clase.
public void Remove(object x)
Método para quitar el elemento x de la lista. Simplemente busca el elemento en la
lista y actualiza la propiedad siguiente saltándose el nodo cuyo valor es x.
Nos quedan dos métodos que deberás implementar tú mismo, usando los
algoritmos que ya hemos visto en la clase ListaEnlazable:
public void RemoveAt(int index)
Elimina de la lista el elemento que está en la posición index.
Public void Clear()
Clear no recibe ningún parámetro y su función es reiniciar la lista, o sea vaciarla.
Fíjense en el constructor.
Public object this [int index]
Por último, veamos cómo programar el indexer, una especie de propiedad que
permite seleccionar el elemento de la lista especificando una posición, como
hacemos con el array, por ejemplo:
No se asusten porque el código es un poco largo, fíjense que es casi lo mismo en el
get y en el set, la diferencia está en que get es para leer el elemento, y set para
cambiarlo.
