Estructura de datos listas, pilas y colas

Listas, Pilas y ColasEstructura de Datos(Unibe)
Elias Gregorio PeñaEvertzMatricula 10-1170

Con relación a la Estructura LISTA
Indicar objetos reales que se puedan modelar con dicha estructura.
Listas de Ordenes de visitas (hospital…)
Lista de aplicaciones
Lista de pacientes

Una lista es una estructura de datos secuencial.
Una manera de clasificarlas es por la forma de acceder al siguiente elemento:
- Lista densa: la propia estructura determina cuál es el siguiente elemento de la lista. Ejemplo: un array.- Lista enlazada: la posición del siguiente elemento de la estructura la determina el elemento actual. Es necesario almacenar al menos la posición de memoria del primer elemento. Además es dinámica, es decir, su tamaño cambia durante la ejecución del programa.
Definiciones de la misma LISTA

Definiciones de la misma LISTA
Las Listas son secuencias de 0 o más elementos de un tipo de datos almacenado en memoria. Son estructuras lineales donde cada elemento de una lista excepto el primero tiene un único predecesor y cada elemento de la lista excepto el ultimo tiene un sucesor.
Gráficamente:

TAD que modele las LISTAS.
Nombre: TAD Lista
Invariante: n/a
Operaciones:
crearLista()
*/ Devuelve un valor del tipo pila preparado para ser usado y que contiene un valor de pila vacía. Esta operación es la misma que la de las listas generales.*/
Precondiciones: N=0
Pos condiciones: Lista creada

insertar(crearLista, x pos)
*/ mediante este método se insertan datos a la Lista ya creada. Inserta elemento x en pos */
Precondiciones: pos != null
Pos condiciones: insertarLista completado (dato insertado en Lista)
FIN():
*/Retorna la posición del último elemento, en otras palabras el “fin” de la lista, también se puede considerar con el tamaño de la lista. Sí la lista está vacía retorna una posición invalida que podría ser -1. */
Precondiciones: n/A
Pos condiciones: operación finalizada

….TAD que modele las LISTAS.

….TAD que modele las LISTAS.
Siguiente(pos)
*/con este método se Retorna pos + 1, si pos es igual o mayor a FIN(), retorna FIN(). */
Precondiciones: pos != 0
Pos condiciones: retorna pos
anterior(pos)
*/con este método se Retorna pos – 1. */
Precondiciones: pos != 0
Pos condiciones: retorna pos

limpiar(pos)
*/Limpia la lista y Finaliza FIN()*/
Precondiciones: n…n+1, pos = 0
Pos condiciones: Lista vacia…

Relacionar el concepto de VENTANA con el de Lista.
Una ventana es un área visual, normalmente de forma rectangular, que contiene algún tipo de interfaz de usuario, mostrando la salida y permitiendo la entrada de datos para uno de varios procesos que se ejecutan simultáneamente.
Y un Consiste en una secuencia de nodos, en los que se guardan campos de datos arbitrarios y una o dos referencias (punteros) al nodo anterior o posterior.

Relacionar el concepto de VENTANA con el de Lista.
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.
La relación es que con ambos términos nos referimos a manipulación de datos sin importar el orden de los mismos, solo el acceso y su modificación.

Describir las implementaciones de Listas:
Para representar en lenguaje C esta estructura de datos se utilizarán punteros, un tipo de datos que suministra el lenguaje. Se representaráunalistavacía con la constante NULL. Se puededefinir la listaenlazada de la siguientemanera:
struct lista
{
int clave;
struct lista *sig;
};

… Describir las implementaciones de Listas:
e1.- Vectores
Utilizando una estructura de datos estática arreglo para representar e implementar el TDA LISTAS. Asumamos que los ELEMENTOS que contiene la LISTA son representados por el tipo ENTERO. La cantidad de ELEMENTOS que puede contener la LISTA tiene un máximo de n ELEMENTOS. Por lo que la representación formal de este tipo se define de la siguiente manera: Tipo LISTA= arreglo [1..n] de ENTEROS; VarL : LISTA;

Implementación Procedimiento: Operaciones básicas…
LISTA_VACÏA (Var L :LISTA)
var i : ENTERO;
principio
Para i := 1 hasta n hacer L[ i ]:= 0;
fin;
Función ES_VACÍA(L :LISTA) : LÓGICO
principio
Si L[ 1 ] = 0 entonces ES_VACÏA := Verdad
Sino ES_VACÏA := Falso;
Fin;

Procedimiento Insertar (Var L :LISTA, p: POSICIÓN, e : ENTERO)
var i : ENTERO;
principio
Si L [p] <> 0 entonces mientras (i <=n) y ( L [i ] <> 0 )
hacer
principio
sig := l[p]; l[i] := e; e := sig;
fin;
l [ i ] := e;
fin;

e2.- Listas doblemente enlazadas
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 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.

Son listas que tienen un enlace con el elemento siguiente y con el anterior. Unaventajaquetienenesquepuedenrecorrerse en ambos sentidos, ya sea paraefectuarunaoperación con cadaelemento o parainsertar/actualizar y borrar. La otraventajaesquelasbúsquedas son algomásrápidaspuestoque no hacefaltahacerreferencia al elemento anterior. Su inconvenienteesqueocupanmásmemoriapornodoqueunalista simple.

Mecanismos para implementar las listas.
En el lenguaje C se utiliza los llamados punteros para representar esta estructura de datos.
En java se encuentra un paquete completo en java.util de donde se pueden utilizar las listas, como un tipo abstracto de datos, este tipo de estructura de datos también se utiliza a partir y/o como una interfaz.

Con relación a la Estructura PILA:

Indicar objetos reales que se puedan modelar con dicha estructura.
Memoria de una pc
Caja de objetos
Definiciones de Pila.
Una pila es un caso especial de lista en la cual todas las inserciones y supresiones tienen lugar en un extremo determinado llamado tope.

Definiciones de Pila.
A las pilas se les llama también listas LIFO (last-in first-out) o listas “primero en entrar, primero en salir”. En el TDA Pila no se definen operaciones de posicionamiento en la pila. Esto es debido a que todas las operaciones de acceso se realizan en la misma posición, el tope de la pila.

TAD que modele las PILAS.
Nombre: TAD Pila
Invariante: n<>0
Operaciones:
crearPila()
*/ Devuelve un valor del tipo pila preparado para ser usado y que contiene un valor de pila vacía. Esta operación es la misma que la de las listas generales.*/
Precondiciones: N=0
Pos condiciones: pila creada

insertarPila(crearPila)
*/ mediante este método se insertan datos a la pila ya creada. Con las pilas se usa el método push para insertar*/
Precondiciones: pila <> null
Pos condiciones: insertarPila completado (datos insertados en pila)
borrarPila()
*/con este método se elmina cierta pila de datos */
Precondiciones: pila <> null
Pos condiciones: pila eliminada

Con relación a la Estructura COLA:

Varias definiciones Cola.
Una cola es una estructura de datos, caracterizada por ser una secuencia de elementos en la que la operación de inserción push se realiza por un extremo y la operación de extracción pop por el otro. También se le llama estructura FIFO (del inglés First In FirstOut), debido a que el primer elemento en entrar será también el primero en salir.
Una cola es también una estructura de datos lineal en donde las eliminaciones se realizan por uno de sus extremos que normalmente se llama frente, y las inserciones se realizan por el otro extremo que normalmente se llama final. A estas estructuras se les llama FIFO (First In FirstOut).

TAD que modele las COLAS.
Nombre: TAD COLA
Invariante: n/a
Operaciones:
crearCola()
*/ Devuelve un valor del tipo cola preparado para ser usado y que contiene un valor de pila vacía. Esta operación es la misma que la de las listas generales.*/
Precondiciones: N=0
Pos condiciones: cola vacia creada

insertarCola(crearCola)
*/ mediante este método se insertan datos a la cola ya creada. */
Precondiciones: cola <> null
Pos condiciones: datos insertados en cola, cola insertada.
borrarCola()
*/con este método se elmina cierta cola de datos */
Precondiciones: cola != 0
Pos condiciones: cola eliminada

Particularidades de un TAD COLA con prioridades.
Se introduce una forma de simular genericidad en los TADs de Modula-2 mediante el uso del TAD ITEM.
En una cola de prioridad los elementos están ordenados dependiendo de su prioridad, de manera que esté disponible (para las operaciones Frente y Extraer) el elemento de máxima prioridad. En caso de igualdad se sigue la regla FIFO, de dos elementos con igual prioridad sale primero el que primero entró. Esto se puede conseguir bien insertando ordenadamente y extrayendo el primer elemento, bienDpto

Implementaciones de COLAS con vectores circulares
public class Cola {
private static int max = 100;
private Object elementos[];
private intfrente, post;
} // fin clase Cola

Gracias porsu
Atención!!

Estructura de datos listas, pilas y colas

by Elias Peña

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