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Ape unidad4

  1. 1. 1UNIDAD 4: ARREGLOS Y TIPOS ESTRUCTURADOS ALGORITMIA Y PROGRAMACIÓN ESTRUCTURADA MCC. Sandra Luz Morales Güitrón
  2. 2. Temario2 4.1. Arreglo unidimensional 4.2. Arreglos de más dimensiones. 4.3. Diferencia entre acceso de memoria dinámica y estática. 4.4. Tipos Estructurados. M. en C. Sandra Luz Morales Güitrón
  3. 3. Objetivos3 Resolver problemas que requieran de arreglos de tipos de datos compuestos para representar información mixta construyendo módulos documentados que mantengan las definiciones y las operaciones necesarias. Comprenderá la creación y uso de los arreglos. Aprenderá como utilizar los arreglos unidimensionales o multidimensionales. Conocerá cual es la diferencia de acceso a memoria dinámica o estática. Entenderá el uso de los tipos estructurados. M. en C. Sandra Luz Morales Güitrón
  4. 4. Introducción4 Todas las variables que se han considerado hasta ahora son de tipo simple. Una variable de tipo simple consiste de una sola caja de memoria y sólo puede contener un valor cada vez. Una variable de tipo estructurado consiste en toda una colección de casillas de memoria. Los tipos de datos estudiados: entero, real, alfabético son considerados como datos de tipo simple, puesto que una variable que se define con alguno de estos tipos sólo puede almacenar un valor a la vez, es decir, existe una relación de uno a uno entre la variable y el número de elementos (valores) que es capaz de almacenar. En cambio un dato de tipo estructurado, como el arreglo, puede almacenar más de un elemento (valor) a la vez, con la condición de que todos los elementos deben ser del mismo tipo, es decir, que se puede tener un conjunto de datos enteros, reales, etc. M. en C. Sandra Luz Morales Güitrón
  5. 5. Introducción5 Datos estructurados: Estructura de Datos es una colección de datos que se caracterizan por su organización y las operaciones que se definen en ella. Los datos de tipo estándar pueden ser organizados en diferentes estructuras de datos: estáticas y dinámicas. Estructura de Datos estáticas: Son aquellas en las que el espacio ocupado en memoria se define en tiempo de compilación y no puede ser modificado durante la ejecución del programa. Corresponden a este tipo los arrays y registros Estructuras de Datos Dinámicas: Son aquellas en las que el espacio ocupado en memoria puede ser modificado en tiempo de ejecución. Corresponden a este tipo las listas, árboles y grafos . Estas estructuras no son soportadas en todos los lenguajes. La elección de la estructura de datos idónea dependerá de la naturaleza del problema a resolver y, en menor medida, del lenguaje. Las estructuras de datos tienen en común que un identificador, nombre, puede representar a múltiples datos individuales. M. en C. Sandra Luz Morales Güitrón
  6. 6. 4.1. Arreglo unidimensional6 Arreglos(Arrays): Un arreglo (array) es una colección de datos del mismo tipo, que se almacenan en posiciones consecutivas de memoria y reciben un nombre común. Para referirse a un determinado elemento de un array se deberá utilizar un índice, que especifique su posición relativa en el array. Un arreglo es una colección finita, homogénea y ordenada de elementos. Finita: Todo arreglo tiene un límite; es decir, debe determinarse cuál será el número máximo de elementos que podrán formar parte del arreglo. Homogénea: Todos los elementos del arreglo deben ser del mismo tipo. Ordenada: Se puede determinar cuál es el primer elemento, el segundo, el tercero,.... y el n-ésimo elmento. M. en C. Sandra Luz Morales Güitrón
  7. 7. 4.1. Arreglo unidimensional7 Los arreglos se clasifican de acuerdo con el número de dimensiones que tienen. Así se tienen los: 1. Unidimensionales (vectores) 2. Bidimensionales (tablas o matrices) 3. Multidimensionales (tres o más dimensiones) M. en C. Sandra Luz Morales Güitrón
  8. 8. 4.1. Arreglo unidimensional8 Arreglos Unidimensionales: Están formados por un conjunto de elementos de un mismo tipo de datos que se almacenan bajo un mismo nombre, y se diferencian por la posición que tiene cada elemento dentro del arreglo de datos. Al declarar un arreglo, se debe inicializar sus elementos antes de utilizarlos. Para declarar un arreglo tiene que indicar su tipo, un nombre único y la cantidad de elementos que va a contener. Entero Calificaciones[0…99] M. en C. Sandra Luz Morales Güitrón
  9. 9. 4.1. Arreglo unidimensional9 Para acceder a valores específicos del arreglo, use un valor de índice que apunte al elemento deseado. Por ejemplo, para acceder al primer elemento del arreglo calificaciones debe utilizar el valor de índice 0 (calificaciones[0]). Los programas en C++ siempre indizan el primer elemento de un arreglo con 0 y el último con un valor n -1al tamaño del arreglo. M. en C. Sandra Luz Morales Güitrón
  10. 10. 4.1. Arreglo unidimensional10 Inicialización y asignación de valores Como se decía anteriormente, antes de utilizar un arreglo es necesario inicializarlo: Calificaciones[0]; Para inicializar todos los elementos de una vez, es necesario asignar un valor a un elemento del arreglo se hace por ejemplo: Calificaciones[0] =100; Cuando se usan arreglos, una operación común es usar una variable índice para acceder a los elementos de un arreglo. Suponiendo que la variable índice I contiene el valor 3, la siguiente instrucción asigna el valor 400 a valores[3]: valores[I] = 400; M. en C. Sandra Luz Morales Güitrón
  11. 11. 4.1. Arreglo unidimensional11 Partes de un arreglo: Los componentes. Hacen referencia a los elementos que forman el arreglo, es decir, a los valores que se almacenan en cada una de las casillas del mismo. Los índices. Permiten hacer referencia a los componentes del arreglo en forma individual, especifican cuántos elementos tendrá el arreglo y además, de qué modo podrán accesarse esos componentes. M. en C. Sandra Luz Morales Güitrón
  12. 12. 4.1. Arreglo unidimensional12 Definición de Arreglos: ident_arreglo = arreglo[liminf .. Limsup] de tipo Operaciones con vectores: Las operaciones que se pueden realizar con vectores durante el proceso de resolución de un problema son: Lectura/ escritura Asignación Actualización(inserción, eliminación, modificación) Recorrido (acceso secuencial) Ordenación Búsqueda M. en C. Sandra Luz Morales Güitrón
  13. 13. 4.1. Arreglo unidimensional13 Ejemplos: Sea arre un arreglo de 70 elementos enteros con índices enteros. Su representación nos queda: M. en C. Sandra Luz Morales Güitrón
  14. 14. 4.1. Arreglo unidimensional14 Lectura El proceso de lectura de un arreglo consiste en leer y asignar un valor a cada uno de sus elementos. Normalmente se realizan con estructuras repetitivas, aunque pueden usarse estructuras selectivas. Usamos los índices para recorrer los elementos del arreglo: desde i = 1 hasta 70 hacer leer ( arre[i]) fin_desde Escritura: Es similar al caso de lectura, sólo que en vez de leer el componente del arreglo, lo escribimos. leer (N) desde i = 1 hasta N hacer escribir (arre[i]) fin_desde M. en C. Sandra Luz Morales Güitrón
  15. 15. 4.1. Arreglo unidimensional15 Asignación: No es posible asignar directamente un valor a todo el arreglo; sino que se debe asignar el valor deseado en cada componente. Con una estructura repetitiva se puede asignar un valor a todos los elementos del vector. Por ejemplo: arre[1] =120 (asignación de un valor constante único a una casilla del vector) arre[3] =arre[1] / 4 (asignar una operación) Se puede asignar un valor constante a todos los elementos del vector: desde i = 1 hasta 5 hacer arre[i] =3 fin_desde O bien arre =3 (con arre del tipo arreglo) Inicialización Para inicializar con cero todos los elementos del arreglo: desde i = 1 hasta 70 hacer arre[i] ¬ 0 fin_desde M. en C. Sandra Luz Morales Güitrón
  16. 16. 4.1. Arreglo unidimensional16 Acceso Secuencial. (Recorrido) El acceso a los elementos de un vector puede ser para leer en él o para escribir (visualizar su contenido). Recorrido del vector es la acción de efectuar una acción general sobre todos los elementos de ese vector. Actualización. Incluye añadir (insertar), borrar o modificar algunos de los ya existentes. Se debe tener en cuenta si el arreglo está o no ordenado. Añadir datos a un vector consiste en agregar un nuevo elemento al final del vector, siempre que haya espacio en memoria. Investigue cómo insertar o eliminar elementos en un arreglo: a) Ordenado b) No ordenado M. en C. Sandra Luz Morales Güitrón
  17. 17. 4.2. Arreglos de más dimensiones.17 Arreglo Bidimensional: Es un conjunto de datos homogéneo, finito y ordenado, donde se hace referencia a cada elemento por medio de dos índices. El primero se utiliza para los renglones (filas) y el segundo para las columnas. También puede definirse como un arreglo de arreglos. Internamente en memoria se reservan MxN posiciones consecutivas para almacenar todos los elementos del arreglo. Declaración de una matríz: M. en C. Sandra Luz Morales Güitrón
  18. 18. 4.2. Arreglos de más dimensiones.18 Por ejemplo un arreglo de MxN (4x5) , tiene 4 renglones y 5 columnas, es decir, cada renglón se divide en 5 columnas, como se muestra a continuación: COLUMNA 1 2 3 4 5 RENGLÓN (1,1) (1,2) (1,3) (1,4) (1,5) Para relacionar cada elemento 1 individual de una matriz se usan dos RENGLÓN 2 (2,1) (2,2) (2,3) (2,4) (2,5) subíndices; el primero indica el RENGLÓN (3,1) (3,2) (3,3) (3,4) (3,5) 3 renglón y el segundo la columna. RENGLÓN (4,1) (4,2) (4,3) (4,4) (4,5) 4 Los subíndices pueden ser números, variables o expresiones de tipo entero. Como toda variable, una de tipo matriz puede usarse para leer datos, asignarle valores mediante expresiones aritméticas, imprimir su contenido, formar parte de expresiones lógicas, etcétera. M. en C. Sandra Luz Morales Güitrón
  19. 19. 4.2. Arreglos de más dimensiones.19 M. en C. Sandra Luz Morales Güitrón
  20. 20. 4.2. Arreglos de más dimensiones.20 Arreglos Multidimensionales (Poliedros): Son arreglos de tres o más dimensiones. También se les denomina poliedros. Este tipo de arreglos no son de uso frecuente, no obstante son una herramienta útil para un determinado número de problemas. La mayoría de los lenguajes de programación admiten estas estructuras, aunque cada uno de ellos tiene una limitación con respecto al número máximo de dimensiones permitidas. Tipo de dato IDARREGLO= arreglo[capa, fila, columna] Entero IDARREGLO[liminf…limsup, liminf…limsup, liminf…limsup] M. en C. Sandra Luz Morales Güitrón
  21. 21. 4.2. Arreglos de más dimensiones.21 Por ejemplo un arreglo de ZxXxY (3x5x6) , tiene 3 capas, 5 renglones y 6 columnas, es decir, cada capa se divide en 5 renglones, y 6 columnas, como se muestra a continuación: Columna Capa 3 Capa 2 Capa 1 Renglón M. en C. Sandra Luz Morales Güitrón
  22. 22. 4.3. Diferencia entre acceso de22 memoria dinámica y estática. Datos estáticos: Su tamaño y forma es constante durante la ejecución de un programa y por tanto se determinan en tiempo de compilación. El ejemplo: típico son los arrays. Tienen el problema de que hay que dimensionar la estructura de antemano, lo que puede conllevar desperdicio o falta de memoria. Datos dinámicos: su tamaño y forma es variable (o puede ser lo) a lo largo de un programa, por lo que se crean y destruyen en tiempo de ejecución. Esto permite dimensionar la estructura de datos de una forma precisa: se va asignando memoria en tiempo de ejecución según se va necesitando. M. en C. Sandra Luz Morales Güitrón
  23. 23. 4.3. Diferencia entre acceso de23 memoria dinámica y estática. Datos Simples Hacen referencia a un único valor a la vez en memoria Entero, Real, Carácter, Lógico Estáticos Arreglos, Registros, Archivos, Cadenas Datos Estructurados Se refieren a un grupo de casillas de memoria Dinámicos Listas, Arboles, Grafos M. en C. Sandra Luz Morales Güitrón
  24. 24. 4.3. Diferencia entre acceso de24 memoria dinámica y estática. Cuando el sistema operativo carga un programa para ejecutarlo y lo convierte en proceso, le asigna cuatro partes lógicas en memoria principal: texto, datos(estáticos), pila y una zona libre. Esta zona libre (o heap) es la que va a contener los datos dinámicos, la cual, a su vez, en cada instante de la ejecución tendrá partes asignadas a los mismos y partes libres que fragmentarán esta zona, siendo posible que se agote sino se liberan las partes utilizadas ya inservibles. (La pila también varía su tamaño o dinámicamente, pero la gestiona el sistema operativo, no el programador): Para trabajar con datos dinámicos necesitamos dos cosas: 1. Subprogramas predefinidos en el lenguaje que nos permitan gestionar la memoria de forma dinámica (asignación y liberación). 2. Algún tipo de dato con el que podamos acceder a esos datos dinámicos (ya que con los tipos vistos hasta ahora sólo podemos acceder a datos con un tamaño y forma ya determinados). M. en C. Sandra Luz Morales Güitrón
  25. 25. 4.3. Diferencia entre acceso de25 memoria dinámica y estática. M. en C. Sandra Luz Morales Güitrón
  26. 26. 4.3. Diferencia entre acceso de26 memoria dinámica y estática. Implementación Para implementar alguna estructura de datos, primero es necesario tener muy claro cómo va a ser el manejo de memoria. La diferencia entre estructuras estáticas y dinámicas es el manejo de memoria. Estática Dinámica Durante la ejecución del Durante la ejecución del programa el tamaño de la programa el tamaño de la estructura no cambia estructura puede cambiar M. en C. Sandra Luz Morales Güitrón
  27. 27. 4.4. Tipos Estructurados.27 Tipos estructurados o registros: Definidos por el programador partir de otros tipos escalares o compuestos. Conjunto de datos conceptualmente relacionados. Cada dato del conjunto puede ser de un tipo distinto. REGISTER Campo1 Campo 2 … END_REGISTER M. en C. Sandra Luz Morales Güitrón
  28. 28. 4.4. Tipos Estructurados.28 Semántica: Campo: cada objeto de un tipo estructurado, es una variable de un cierto tipo (escalar o compuesta) Para acceder a los campos de un registro: <variable_estructurada>.<nombre_campo> Persona= REGISTER Cadena: Nombre, ApellidoP, ApellidoM Carácter: sexo, edo_civil. Entero: num_id, edad. END_REGISTER M. en C. Sandra Luz Morales Güitrón
  29. 29. 4.4. Tipos Estructurados.29 Declaración de variables. Persona p; num_id Nombre ApellidoP ApellidoM sexo edo_civil edad Acceso a los campos. p.Nombre Variable de tipo cadena p.sexo Variable de tipo carácter p.edad Variable de tipo numérico (entero) … M. en C. Sandra Luz Morales Güitrón
  30. 30. 4.4. Tipos Estructurados.30 Asignación num_id Nombre ApellidoP ApellidoM sexo edo_civil edad p.Nombre = “Esteban” 1 Esteban Sánchez Garcia M S 25 p.sexo = “M” p.edad= “25” Lectura Var1= p.Nombre num_id Nombre ApellidoP ApellidoM sexo edo_civil edad Var2= p.sexo 1 Esteban Sánchez Garcia M S 25 Var3= p.edad Esteban M 25 Var1 Var2 Var3 M. en C. Sandra Luz Morales Güitrón

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