c3t3 Eda1 Listas 2013

Karim Guevara Puente de la Vega

[email protected]

UNSA, 2013

Estructura de Datos Lineales

Estructuras de Datos Lineales Listas Secuenciales

Estructura de Datos I 2

Agenda

Lista lineal

Lista lineal por medio de arreglos

Lista

Coleccin

Conjunto


Lista lineal

Secuencia de cero o ms items x1,x2,,xn en el cual xi es de un determinado tipo y n representa el tamao de la lista.

Su principal propiedad estructural envuelve las posiciones relativas de los items en una dimensin:

Asumiendo n 1, xi es el primer item de la lista y xn el ltimo

xi precede xi+1 para i =1,2,,n-1

xi sucede xi-1 para i =2,,n

El elemento xi est en la i-sima posicin.

Estructuras de Datos Bsicas


Lista lineal (cont)

El conjunto de operaciones a ser definido depende de cada aplicacin

Un conjunto de operaciones necesario a una mayora de aplicaciones:

1. Verificar si la lista est vaca

2. Verificar si la lista est llena

3. Insertar un nuevo item inmediatamente despus del i-simo item

4. Localizar el i-simo item para examinar y/o alterar el contenido

5. Retirar el i-simo item


Lista lineal (cont)

Un conjunto de operaciones necesario a una mayora

de aplicaciones:

5. Combinar dos o ms listas en una nica

6. Partir una lista en dos o ms listas

7. Hacer una copia de una lista

8. Ordenar los items de una lista

9. Buscar la ocurrencia de un item


Lista lineal (cont)

La lista lineal se puede representar por medio de un TAD Lista, definido por:

Hay varias opciones de estructuras de datos que permiten una implementacin eficiente para listas (p.e. el tipo estructurado array).

typeName

listType

Domain

cada elemento del tipo listType es un

conjunto de hasta 1000 numeros

Operations

comprobar si la lista est vaca

comprobar si la lista est llena

buscar un elemento dado en la lista

eliminar un elemento de la lista

insertar un elemento en la lista

ordenar la lista

destruir la lista

imprimir la lista


Implementacin de Listas Lineales

Varias estructuras de datos pueden ser utilizadas

para representar una lista lineal.

Las dos representaciones ms utilizadas son las

implementaciones son:

Por medio de arreglos

Por medio de punteros


Listas por medio de arreglos

Los items de la lista son almacenados en posiciones

continuas de la memoria.

La lista puede ser recorrida en cualquier direccin

La insercin de un nuevo item puede ser realizada

despus del ltimo item con costo constante

La insercin de un nuevo item en el medio de la lista

requiere una translacin de todos los items

localizados despus del punto de insercin.


Listas por medio de arreglos

Retirar un item del inicio de la lista requiere una

translacin de los items para rellenar el espacio vaco

dejado.

x1

x2

xlongitud

. . .

. . .

xn

0

1

Primero =

Longitud - 1

Tamao mximo - 1

Los items son almacenados en un

arreglo

Longitud apunta a la posicin siguiente a

la del ltimo elemento de la lista

El i-simo item de la lista est

almacenado en la i-sima-1 posicin del

arreglo, 0 i < longitud


Implementacin de TAD Lista

La implementacin puede ser por medio de un arreglo esttico

de 1000 elementos (listType.h)

Template class ListType{

bool isEmpty();

//Precondition: La lista debe de existir.

//Postcondition: retorna true si la lista esta

vaca, false en otro caso.

bool isFull();

int search(T searchItem);

void insert(T newitem);

void remove(T removeitem);

void destroy();

void printList();

ListType();

private:

T list[1000];

int length;

};


Implementacin de TAD Lista

listTypeImp.cpp

#include listType.h

template bool listType::isEmpty(){

return(lenght==0)

}

template void listType::insert(T newitem){

if(!isFull())

list[lenght++]=newitem

}

template void listType::remove(T newitem){

if(!isEmpty()){

int i=search(newitem);

if(i>=0){

list[i]=list[lenght-1];

lenght--;

}

}

}

Si la lista est implementada utilizando arreglos dinmicos, la

declaracin sera: (listDinamicType.h)


template

class listDinamicType {

listDinamicType(int = 1000);

~listDinamicType( );

bool isFull();

bool isEmpty();

void printList( );

bool insert(X );

X remove( int);

private:

X *list:

int lenght;

int size;

};

Implementacin de TAD Lista dinmica

listDinamicTypeImp.cpp


template

listDinamicType::listDinamicType(int psize ) {

size = psize;

list = new X [size];

lenght=0;

}

template listDinamicType::~listDinamicType( ) {

if (list != NULL) {

delete[] list;

list=NULL;

lenght=0;

}

}

Implementacin de TAD Lista dinmica



template bool listDinamicType::isFull( ) {

return(length==size);

}

template bool listDinamicType::insert(X newitem) {

if (isFull()){

cout


template X listDinamicType::remove(int position ) {

int item = -1;

if ( isEmpty() || position >= lenght)

cout



template void listDinamicType::printList( ) {

if ( isEmpty())

cout


Ventajas y desventajas

Ventaja:

Los apuntadores son implcitos en esta estructura.

Acceso directo al elemento i-simo por su posicin

Desventajas:

Costo de la eliminacin e insercin puede ser alta

(translacin de todos los items).

No existe previsin sobre el crecimiento de la lista

Listas

Una lista es una secuencia de objetos ordenados, en la

que se dispone de un iterador especial, con el que se

puede:

insertar o eliminar elementos en cualquier posicin

recorrer los elementos de la lista hacia adelante y

opcionalmente, hacia atrs

etc.

Algunas listas (Vectores) disponen de acceso posicional

eficiente

El orden es el que define la secuencia de elementos; no

necesariamente es su orden natural


Ejemplos de uso de listas

Escribir un mtodo que reemplace todos los elementos de una lista que coincidan con un elemento, por otro elemento

Escribir una clase que represente una baraja de cartas espaolas, con las siguientes operaciones:

constructor: inicialmente la baraja contiene las 40 cartas ordenadas

barajar: para cada carta i desde la ltima hasta la segunda se intercambia esa carta con la de la casilla de ndice aleatorio entre 0 e i

Repartir: retorna una lista que contiene las num ltimas cartas de la baraja, y las elimina de la baraja


Colecciones (collection) o bolsas (bag)

La coleccin es un ADT que permite almacenar grupos

de objetos llamados elementos:

pueden estar repetidos

no es preciso almacenar ninguna relacin de orden o

secuencia

Tambin se llaman bolsas


Operaciones bsicas de las colecciones


Operaciones bsicas de las colecciones

constructor: Crea la coleccin con cero elementos

aade: Aade el parmetro elElemento a la coleccin. Si elElemento es incompatible con los elementos que se almacenan en esta coleccin lanza una excepcin

borra: Si existe en la coleccin al menos una instancia de elElemento, la borra de la coleccin y retorna true. En otro caso, retorna false

hazNula: Elimina todos los elementos de la coleccin, dejndola vaca

pertenece: Si existe en la coleccin al menos una instancia de elElemento, retorna true. En otro caso, retorna false

estaVacia: Si la coleccin est vaca retorna true. En otro caso, retorna false

tamao: Retorna un entero que dice cuntos elementos hay en la coleccin


Ejemplo de usos

Una aplicacin de una coleccin es almacenar una

lista de visitas a un lugar

una misma persona puede visitar el lugar varias veces

no interesa el orden en el que se hacen

interesa si alguien ha visitado el lugar o no, y cuntas

veces


Ejercicio

Crear una clase capaz de almacenar en un atributo

una coleccin de nombres de personas (Strings)

Escribir un mtodo para aadir una visita

Escribir un mtodo para saber cuntas visitas ha

hecho una persona (que deje la coleccin igual que

estaba)


Conjuntos (set)

Un conjunto es un ADT que permite almacenar grupos

de objetos llamados elementos de modo que:

no pueden estar repetidos

no es preciso almacenar ninguna relacin de orden o

secuencia

Adems suelen tener operaciones para operar con

ellos:

Interseccin

Unin

diferencia


Operaciones bsicas de los conjuntos




Las operaciones bsicas son idnticas a las de las colecciones, con la excepcin de aade:

constructor: Crea el conjunto con cero elementos

aade: Si elElemento ya pertenece al conjunto retorna false. En caso contrario, aade el parmetro elElemento al conjunto y retorna true. Si elElemento es incompatible con los elementos que se almacenan en este conjunto lanza una excepcin

borra: Si existe en el conjunto al menos una instancia de elElemento, la borra del conjunto y retorna true. En otro caso, retorna false

hazNulo: Elimina todos los elementos del conjunto, dejndolo vaco

pertenece: Si existe en el conjunto al menos una instancia de elElemento, retorna true. En otro caso, retorna false

estaVacio: Si el conjunto est vaco retorna true. En otro caso, retorna false

tamao: Retorna un entero que dice cuntos elementos hay en el conjunto



interseccin: Retorna un conjunto que contiene los elementos comunes al conjunto actual y a otroConjunto.

unin: Retorna un conjunto que contiene los elementos del conjunto actual y los de otroConjunto.

diferencia: Retorna un conjunto que contiene los elementos del conjunto actual que no pertenecen a otroConjunto.

incluidoEn: Retorna true si todos los elementos del conjunto original pertenecen a otroConjunto, y false en caso contrario.


Ejemplo de uso

En el ejemplo anterior, aadir un mtodo para mostrar

todos los elementos duplicados (aquellos con ms de una

visita).

Hacer un mtodo para obtener un conjunto con todas las

visitas, pero sin duplicidades.

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