TDA LISTA ESTRUCTURAS DE DATOS.

Presentación del tema: "TDA LISTA ESTRUCTURAS DE DATOS."— Transcripción de la presentación:

1 TDA LISTA ESTRUCTURAS DE DATOS

2 OBJETIVOS Aprovechar la abstracción para definir comportamiento y luego operaciones en nivel de implementación Visualizar las posibles implementaciones de un TDA ya definido Utilizar con seguridad el concepto de puntero en implementaciones dinámicas Reconocer la importancia de usar solo el comportamiento de un TDA, y no su estado

3 LISTAS: DEFINICION Una lista es Son estructuras lineales, es decir
Una colección de 0 o mas elementos Si la lista no tiene elementos, se dice que esta vacía En una lista, todos los elementos son de un mismo tipo Son estructuras lineales, es decir Sus elementos están colocados uno detrás de otro Cada elemento de una lista se conoce con el nombre de NODO Las listas Son mucho más flexibles que los arreglos Permiten trabajo “dinámico” con un grupo de elementos

4 TIPOS De acuerdo a su comportamiento, los conjuntos lineales se clasifican en Listas, Pilas y Colas De acuerdo a su implementación, las listas se clasifican en Simples Doblemente Enlazadas Circulares

5 LISTAS SIMPLES Se define como un conjunto de nodos
Uno detrás de otro Del cual siempre se puede conocer al nodo inicial y al final De cada nodo de la lista, se conoce Un contenido, que es la información que almacena dentro Puede ser de cualquier tipo de dato Un sucesor único Excepto el ultimo nodo de la lista

6 LISTA SIMPLE: NIVEL LOGICO
Comportamiento (a/con una lista se puede) Crear y Eliminar Conocer si esta vacía Añadir elementos y removerlos Consultar el primer y al ultimo elemento Imprimir sus elementos en pantalla Buscar un elemento con cierta información en la lista Estado: <listaSimple> ::= <comienzo> + {<ref_nodo>} + <final> <comienzo> ::= <enlace> <final> ::= <enlace>

7 TDA NODO: NIVEL LOGICO Una lista esta compuesta de nodos, y por eso es importante definir el TDA Nodo Un nodo de una lista Almacena información de cualquier tipo dentro y Es capaz de “viajar” o conocer otro nodo(el nodo siguiente) Comportamiento Crear y Eliminar Consultar y modificar la información que almacena Consultar y modificar el enlace que mantiene con otro nodo <nodo> ::= <contenido> + <enlace> <contenido> ::= <dato>{<dato>} <enlace> ::= <ref_nodo> | <ref_invalida>

8 LISTAS SIMPLES: NIVEL DE IMPLEMENTACION
Tenemos el concepto claro de lo que debe ser una lista Ahora debemos ir al detalle: como darle vida a una lista Hay varias posibilidades de implementación Estática o Contigua, usando arreglos de longitud “variable” Dinámica, utilizando punteros

9 IMPLEMENTACION CONTIGUA
Se utilizan arreglos, por lo tanto Tiene limites, que no pueden ser rebasados al añadir nuevo elementos Los “nodos” son adyacentes en memoria Cada nodo es realmente un elemento del arreglo Entonces, el enlace con el siguiente nodo seria simplemente el indice del siguiente elemento dentro del arreglo OJO: En este tipo de implementación no es necesario crear el TDA Nodo Al crearla se debe indicar el tamaño máximo del arreglo Al insertar o remover un elemento, Todos los elementos restantes avanzarán o retrocederán No es la implementacion ideal para las listas simples Al insertarse un nuevo elemento, en una cierta posición, todos los elementos restantes ruedan 25 10 5 1 8 2 3 31 4 6 7 25 3 2 4 5 6 7 8 31 En uso Desperdicio

10 CONTIGUAS: OPERACIONES
Creación y Eliminación LSCont *LSCont_Crear(int n); void LSCont_Vaciar(LSCont *L); Añadir y Remover elementos void LSCont_InsertarNodoInicio(LSCont *L, Generico G); void LSCont_InsertarNodoFin(LSCont *L, Generico G); Generico LSCont_SacarNodoInicio(LSCont *L); Generico LSCont_SacarNodoFin(LSCont *L); Consultar indice del Ultimo int LSCont_ConsultarUltimo(LSCont L); Consultar estado de la lista, puede llenarse bool LSCont_EstaVacia(LSCont L); bool LSCont_EstaLlena(LSCont L); Busqueda y Recorrido int LSCont_BuscarNodo(LSCont L, Generico G, Generico_ComoComparar fn); bool LSCont_EsNodoDeLista(LSCont L, int i); void LSCont_Recorrer(LSCont L, Generico_ComoImprimir fn);

11 CONTIGUAS: DECLARACION
La lista contigua Es un arreglo de elementos de cualquier tipo  realmente es un ARRAYU No olvidemos que hay que predefinir el máximo de nodos de la lista Para lograr mantener control sobre la cantidad de elementos en la lista Debe existir una referencia que controle el ultimo elemento La referencia al ultimo se moverá de acuerdo a las inserciones y eliminaciones La primero nunca se mueve, siempre será 0 header=0 last MAX typedef struct{ int ultimo; ArrayU Elementos; }LSCont; 10 5 1 8 2 25 3 4 6 7 31 Elementos

12 CONTIGUA: BASICAS last last 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 -1
El índice del último elemento debe ser un índice inválido, un valor negativo. No importara que el arreglo tenga elementos pues no serán tomados en cuenta. last 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 -1 MAX-1 void LSCont_VaciarLista(LSCont *L){ L->ultimo = -1; } LSCont *LSCont_CrearLista(int max){ LSCont *nuevalista; nuevalista->Elementos = ArrayU_Crear(max, 0); nuevalista->ultimo = -1; return nuevalista; void LSCont_EliminarLista(LSCont *L){ ArrayU_Eliminar(&(L->Elementos)); LSCont_VaciarLista(L); bool LSCont_EstaVacia(LSCont L){ return(L.ultimo<0); } bool LSCont_EstaLlena(LSCont L){ return (L.ultimo == ArrayU_Tamanio(L.Elementol)-1); Si la lista está llena es porque el índice del último ha llegado al verdadero último índice posible en el arreglo: MAX -1

13 CONTIGUA: BUSQUEDA int LSCont_BuscarNodo(LSCont L, Generico G,
Generico_Comparacion fn){ int i; Generico elemento; for(i = 0; i <=L.ultimo;i++){ elemento = ArrayU_ElemC(L.Elementos, i); if(f(elemento, G) == 0) return (i) } return(-1);

14 CONTIGUA: INSERTAR 9 9 last last
bool LSCont_Insertar(LSCont *L, int P, Generico G){ int i, Generico ele1; if(LSCont_EstaLlena(L)) return FALSE; if(P<=-1) return FALSE; //MOVER TODOS for(i = L->ultimo; i >=P ;i--){ ele1 = ArrayU_ElemC(L->Elementos,i); ArrayU_ElemM(L->Elementos,i+1, ele1); } ArrayU_ElemM(L->Elementos, P, G); L->utlimo ++; return TRUE; 9 1 2 8 3 5 10 1 2 3 8 4 5 10 4 5 6 7 8 9 bool LSCont_InsertarInicio(LSCont *L, Generico G){ int i; Generico ele1, ele2; //No insertar si ya esta llena if(LSCont_EstaLlena(L)) return FALSE; //Mover todo hacia delante for(i = L->ultimo; i >=0 ;i--){ ele1 = ArrayU_ElemC(L->Elementos,i); ArrayU_ElemM(L->Elementos,i+1, ele1); } ArrayU_ElemM(L->Elementos, 0, G); L->ultimo++; return(TRUE); 9 last last 1 2 8 3 5 10 1 2 3 8 4 5 1 9 4 5 6 7 8 9

15 CONTIGUA: SACAR bool LSCont_EliminarNodo(LSCont *L, int P){ int i;
Generico ele1; if(LSCont_EstaVacia(L)) return FALSE; if(P<=-1) return FALSE //RETROCEDER TODOS for(i = P; i < L->ultimo;i++){ ele1 = ArrayU_ElemC(L->Elementos, i+1); ArrayU_ElemM(L->Elementos, i, ele1); } L->last --; return TRUE; Eliminar por Info, dada una cierta información, buscar el elemento que la tenga y eliminarlo bool LSCont_EliminarxInfo(LSCont *L, Generico G){ int pos; if(LSCont_EstaVacia(L)) return FALSE; pos = LSCont_Localizar(L, G); if(pos >= 0) return(LSCont_EliminaNodo(L, pos);); } last last 1 2 8 3 5 10 1 2 8 3 5 10 3 4 5 6 7 8 4 5 6 7 8 9

16 LSE: LISTAS SIMPLES ENLAZADAS
Es una implementación flexible y potente Los nodos ya no son adyacentes en memoria Un nodo A logra un enlace con otro B, Almacenando dentro la dirección de memoria de B Al insertar o eliminar un nodo ya no hay que “mover” al resto de elemento, solo enlazarlo con la lista C S Contenido Enlace NODO B C S NODO A 25 25 10 5 8 2 31 25 2 31

17 TDA LSE_NODO: NIVEL DE IMPLEMENTACION
Contenido: Datos enteros, reales, o incluso, de Estructuras: Estudiante, Auto, etc.... Y además, el nodo también contiene un enlace con su nodo siguiente Este enlace, puede no enlazar el nodo con nadie, el nodo esta solito, no forma parte de ninguna lista O puede “apuntar” a otro nodo, indicando que ese es su siguiente, formando una Lista

18 TDA LSE_NODO: OPERACIONES
Crear y Eliminar LSE_nodo *LSE_Nodo_Crear(Generico G); void LSE_nodo_Eliminar (LSE_nodo *p); Consultar y Modificar Contenido Generico LSE_nodo_GetContenido(LSE_nodo *p); void LSE_nodo_SetContenido(LSE_nodo *p, Generico G); Consultar y Modificar Enlaces LSE_nodo *LSE_nodo_Siguiente(LSE_nodo *p); void LSE_nodo_SetSiguiente(LSE_nodo *p, LSE_nodo *Enlace);

19 TDA LSE_NODO: DECLARACION
Un nodo dinámico almacena dentro Un contenido de cualquier tipo de dato, entero, real, estructuras, etc...... Un enlace, que es la referencia al nodo siguiente, la dirección del nodo siguiente typedef struct TLSE_Nodo{ Generico G; struct TLSE_Nodo *sig; } LSE_Nodo; typedef LSE_Nodo * LSE_NodoPtr;

20 LSE_NODO: CREAR Y DESTRUIR
Al crear un nodo se le asignara un valor inicial Al eliminar un nodo se liberara la memoria que este ocupa LSE_nodo *LSE_CrearNodo(Generico G) { LSE_nodo *p; p = (LSE_nodo *)malloc(sizeof(LSE_nodo)); if(p) p->G = G; p->sig = NULL; } return p; void LSE_EliminarNodo(LSE_nodo *p) { if(p) free(p); p = NULL; }

21 LSE: NIVEL DE IMPLEMENTACION
En una lista hay que llevar control de las posiciones al primer y el último elemento En la lista, las posiciones son direcciones de memoria: punteros Header y Last son punteros a Nodo en una lista enlazada La posición de un nodo estará dada por un puntero a dicho nodo Una lista enlazada no tiene datos predefinidos Los elementos o Nodos van siendo creados y eliminados a medida que se va necesitando

22 LSE: OPERACIONES Crear y Eliminar Consultar Primer y Ultimo
LSE * LSE_CrearLista(); void LSE_Eliminar(LSE **L); Consultar Primer y Ultimo LSE_nodo *LSE_NodoInicio(LSE L); LSE_nodo *LSE_NodoFin(LSE L); Conocer Estado bool LSE_EstaVacia(LSE L); Añadir y Remover bool LSE_InsertarNodoInicio(LSE *L, LSE_nodo *pNodo); bool LSE_InsertarNodoFin(LSE *L, LSE_nodo *pNodo); bool LSE_Insertar(LSE *L, LSE_nodo *p, LSE_nodo *nuevo); LSE_nodo *LSE_SacarNodoInicio(LSE *L); LSE_nodo *LSE_SacarNodoFin(LSE *L); bool LSE_EliminarxPos(LSE *L, LSE_nodo *p); Busqueda y Recorrido LSE_nodo *LSE_BuscarNodo(LSE L, Generico G, Generico_fnComparar f); bool LSE_ExisteNodo(LSE L, LSE_nodo *p); void LSE_Recorrer(LSE L, Generico_fnImprimir f);

23 LSE: DECLARACIÓN Hay varias formas de definir una lista
Solo a través del primer elemento a la misma O llevando control del primero y el último elemento typedef LSE_Nodo * LSE; typedef struct{ LSE_Nodo *header; LSE_Nodo *last; }LSE;

24 LSE: CREAR y DESTRUIR Al crear una lista, esta estará vacía, su primero y ultimo no apuntaran a nadie Al Eliminar una lista, cada uno de los nodos debe ser liberado LSE *LSE_CrearLista(){ LSE *lnueva; lnueva = malloc(sizeof(LSE)); lnueva->header = lnueva->last = NULL; return lnueva; } void LSE_Vaciar(LSE *L){ LSE_nodo *p; while(!LSE_EstaVacia(*L)){ p = LSE_SacarNodoFin(L); LSE_Nodo_Eliminar(p); } header last

25 Usemos el comportamiento de LSE_Nodo, no el estado
LSE: BUSQUEDA LSE_nodo *LSE_BuscarNodo(LSE L, Generico G, Generico_fnComparar f){ LSE_nodo *p; for(p = L.header; p!= NULL; p = LSE_Nodo_Siguiente(p)){ if(f(LSE_Nodo_Contenido(p),G) ==0) return(p); } return(NULL); Hay que ubicarse en el inicio: header E ir avanzando hasta Encontrar el nodo con la información buscada o Que ya no haya mas nodos Como no se usan índices, se usan punteros: Un puntero se ubicara en el header Y luego irá avanzando al siguiente, y al siguiente y al siguiente Al encontrar al nodo buscado, no se retorna su posición como índice, esta no importa Se retorna la dirección de este nodo(puntero) Recomendación: Usemos el comportamiento de LSE_Nodo, no el estado Busco 30 Busco 25 header last 10 5 8 2 31 25 p p p p p p p p p p p

26 LSE: ANTERIOR La posición p es la de un nodo fuera de la lista Dada la dirección de un nodo(pos), esta función retorna la dirección del nodo anterior Hay que “buscar” desde el header El nodo buscado es aquel cuyo siguiente es igual a pos Si el elemento buscado es el primero en la lista, no hay anterior LSE_nodo * LSE_Anterior(LSE L, LSE_nodo *p){ LSE_nodo *q; if(LSE_EstaVacia(L)) return NULL; if(L.header == p) return NULL; for(q=L.header; q!=NULL;q=q->sig){ if(q->sig ==p) return(q); } return(NULL); Ejemplo al usar el estado de LSE_Nodo p 7 header last 10 5 8 2 31 25 q q q q p q q q q q q

27 LSE: PRIMERO Y ULTIMO Se pueden obtener siempre y cuando la lista no este vacía Retornaran la información del elemento apuntado por header y last respectivamente. LSE_nodo *LSE_NodoInicio(LSE L){ return (L.header); } LSE_nodo *LSE_NodoFin(LSE L){ return (L.last); }

28 LSE: INSERTAR La operación de insertar recibirá
La NODO en si que se va a insertar Este nodo ya debió haber sido creado antes de insertarlo Hay varios tipos de inserción Insertar al inicio o al final Insertar en medio de la lista

29 INSERCION AL INICIO/FINAL
last->sig = nuevo; INSERCION AL INICIO/FINAL Si la lista esta vacía, tanto header como last apuntan al nuevo nodo Si no, si es al inicio el nuevo header, es el nuevo nodo Si no, si es al final, el nuevo last es el nuevo nodo last = nuevo; last 18 nuevo header header last 9 nuevo 10 5 8 2 31 25 bool LSE_InsertarNodoInicio(LSE *L, LSE_nodo *nuevo){ if (!nuevo) return FALSE; if(LSE_EstaVacia(*L)){ L->header = L->last = nuevo; } else{ LSE_Nodo_ModificarEnlace( nuevo, L->header); L->header = nuevo; } return(TRUE); bool LSE_InsertarNodoFin(LSE *L, LSE_nodo *nuevo){ if(!nuevo) return FALSE; if(LSE_EstaVacia(*L)){ L->header = L->last = nuevo; } else{ LSE_Nodo_ModificarEnlace(L->last,, nuevo); L->last = nuevo; } return(TRUE); nuevo->sig = header; header = nuevo;

30 INSERTAR EN MEDIO Debe recibir la posición donde se va a insertar
bool LSE_Insertar(LSE *L, LSE_nodo *p, LSE_nodo *nuevo){ if(L->last==p){//Insertar al final return(LSE_InsertarNodoFin(L, nuevo)); }else{ if(!p || ! LSE_ExisteNodo(*L,p)) return FALSE; if(LSE_EstaVacia(*L)) L->header = L->last = nuevo; else{ LSE_Nodo_ModificarEnlace( nuevo, LSE_Nodo_Siguiente(p)); LSE_Nodo_ModificarEnlace(p, nuevo); } return(TRUE); INSERTAR EN MEDIO Debe recibir la posición donde se va a insertar Insertemos después Si Lista Vacía, el nuevo header y last, es el nuevo nodo Si la posición no existe no efectuar la inserción Si la lista solo tiene un elemento, el nuevo last es el nuevo nodo 18 nuevo header = last = nuevo: last Nuevo->sig = p->sig; p->sig = nuevo; header last header header p last 18 nuevo 10 5 8 2 31 25

31 LSE: SACAR DE LA LISTA La lista no debe estar vacía!!, si tiene un solo elemento, dejarla vacía Header = header->sig; tmp = last; header header last last Last = Anterior(Last); Last->sig = NULL; 10 5 8 2 31 25 Tmp = header; free(tmp); tmp free(tmp); tmp LSE_nodo *LSE_SacarNodoFin(LSE *L){ LSE_nodo *tmp=L->header; if(LSE_EstaVacia(*L)) return NULL; if(L->header == L->last) LSE_InicializarLista(L); else{ tmp = L->last; L->last = LSE_Anterior(*L, L->last); L->last->sig = NULL; } return(tmp); LSE_nodo *LSE_SacarNodoInicio(LSE *L){ LSE_nodo *tmp = L->header; if(LSE_EstaVacia(*L)) return NULL; if(L->header == L->last) LSE_InicializarLista(L); else { L->header = L->header->sig; } return(tmp);

32 LSE: SACAR JUSTO UN NODO
bool LSE_EliminarxPos(LSE *L, LSE_nodo *p){ LSE_nodo *p_ant; if(LSE_EstaVacia(*L)) return 0; if(!p || !LSE_ExisteNodo(*L, p)) return FALSE; if(p==L->header) LSE_SacarNodoInicio(L); else if(p == L->last) LSE_SacarNodoFin(L); else{ p_ant = LSE_Anterior(*L,p); p_ant->sig = p->sig; p->sig = NULL; } return(TRUE); Lista no debe estar vacía La posición enviada debe existir en la lista Revisar si se desea eliminar el header o el last p_ant->sig = p->sig; header p last 10 5 8 2 31 25 pant p_ant = Anterior(p); free(p);

33 VISUALIZAR Imprimir todos los nodos de la lista
void LSE_Recorrer(LSE L, Generico_fnImprimir fn){ LSE_nodo *p; for( p = L.header; p!=NULL; p = p->sig) fn(p->G); }