Dinamismo y Contenedores Facultad de Ciencias Exactas y Naturales Universidad de Buenos Aires (C++ Avanzado) Depto. de Computación Algoritmos y Estructuras.

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1 Dinamismo y Contenedores Facultad de Ciencias Exactas y Naturales Universidad de Buenos Aires (C++ Avanzado) Depto. de Computación Algoritmos y Estructuras de Datos II 1er Cuatrimetre de 2005

2 Dinamismo y Contenedores Algoritmos y Estructuras de Datos II Repaso… Punteros: Declaración: int *p; ← p es puntero a un int Operadores: Supongamos p un puntero, y s una variable. *p : devuelve el contenido de lo que apunta p (op. de des-referenciación) &s : devuelve la dirección de la variable s (op. de referenciación) Ejemplo : Cuánto vale… x = *p; x = 200; p = &x; *p = 400; *p = &x; ( Tipo de dato al que apunta)

3 Dinamismo y Contenedores Algoritmos y Estructuras de Datos II Llamadas a función: x Valor: Se copian los objetos. Ej: float suma(float a,float b) x Referencia: Argumentos de referencia: se pueden modificar los pasados como parámetro. Ej: float suma(float &a,float &b){ a = a + b; return a; } ¿cuánto vale x luego de la llamada suma( x=3, y=4)? Punteros: Ej: float suma(float *a,float *b){ return = *a + *b; }

4 Dinamismo y Contenedores Algoritmos y Estructuras de Datos II Const: Seguridad en el manejo de datos. Ej: float suma (const float *a, const float *b) 4 maneras de pasarle un puntero a una función ptr no constante a dato no constante.(- restrictivo) ptr no constante a dato constante. ptr constante a dato no constante. ptr constante a dato constante.(+ restrictivo) “a es un puntero a un float constante” Los objetos grandes, como las estructuras de datos, se deben pasar con punteros a datos constantes (o referencias a datos constantes), con el fin de lograr : desempeño de la llamada por referencia, y la seguridad de la llamada por valor. Los objetos grandes, como las estructuras de datos, se deben pasar con punteros

5 Dinamismo y Contenedores Algoritmos y Estructuras de Datos II Templates: Reutilización de código. Evita tener que programar funciones sobrecargadas. Parámetro formal  Templates de funciones Ej: template void printArray(const T *arreglo, const int cant) { for (int i=0; i<cant; i++) cout << arreglo[i] << " "; cout<<endl; }  Templates de clases Ej: La clase conjunto acotado que vimos anteriormente. Operadores que uso en la definición del template deben estar sobrecargados adecuadamente.

6 Dinamismo y Contenedores Algoritmos y Estructuras de Datos II Asignación dinámica de memoria

7 Dinamismo y Contenedores Algoritmos y Estructuras de Datos II Supongamos: Class Node{ public: Node(int); void SetData(int);... private: int data; Node *nextPtr; } Ejemplo de clase auto-referenciada Estructuras dinámicas de datos requieren asignación dinámica de memoria.

8 Dinamismo y Contenedores Algoritmos y Estructuras de Datos II Operadores: new : toma como argumento el tipo de objeto que está asignando dinámicamente y devuelve un puntero a dicho objeto. Ej: Node *nuevoPtr = new Node(10); delete: toma como argumento el puntero al objeto a ser destruido, y libera la memoria asignada por el new. Ej: delete nuevoPtr; Cuando ya no es necesaria la memoria que asigné dinámicamente con new, se debe usar delete para devolver la memoria al sistema. SINO → LEAKS (fuga de memoria)

9 Dinamismo y Contenedores Algoritmos y Estructuras de Datos II Lista Enlazada (un ejemplo de contenedor)

10 Dinamismo y Contenedores Algoritmos y Estructuras de Datos II Abstractamente: elem1elem2elem3 Lista Enlazada (un ejemplo de contenedor) nodo ¿por qué es mejor que un arreglo? - si sobredimensionamos un arreglo → desperdiciamos espacio. - si el arreglo es ordenado → la inserción y el borrado son costosos. ¿siempre es mejor que un arreglo? + en un arreglo, puedo acceder inmediatamente a cualquier posición del mismo (las listas no permiten este acceso directo).

11 Dinamismo y Contenedores Algoritmos y Estructuras de Datos II La implementación: Lista Enlazada (un ejemplo de contenedor) template class ListNode { friend class List ;//hace que List sea friend public: ListNode(const NodeType &);//constructor NodeType getData() const;//devuelve datos del nodo private: NodeType data;//dato del nodo ListNode *nextPtr;//ptro al siguiente nodo }; Vamos a hacerlo (un poquito) más interesante: firstPtrlastPtr Definimos la clase template ListNode:

12 Dinamismo y Contenedores Algoritmos y Estructuras de Datos II Lista Enlazada (un ejemplo de contenedor) //constructor template ListNode ::ListNode(const NodeType &info) { this.data = info; this.nextPtr = NULL; } // Devuelve una copia del dato del nodo template NodeType ListNode ::getData() const { return data; }

13 Dinamismo y Contenedores Algoritmos y Estructuras de Datos II Lista Enlazada (un ejemplo de contenedor) Definimos la clase template List: template class List { public: List(); ~List(); void insertAtFront(const NodeType &); void insertAtBack(const NodeType &); bool removeFromFront(NodeType &); bool removeFromBack(NodeType &); bool isEmpty(); private: ListNode *firstPtr; ListNode *lastPtr; //este método sirve para asignar un nuevo nodo ListNode *getNewNode(const NodeType &); };

14 Dinamismo y Contenedores Algoritmos y Estructuras de Datos II Lista Enlazada (un ejemplo de contenedor) // devuelve un puntero a un nodo nuevo template ListNode *List ::getNewNode(const NodeType &value) { ListNode *ptr = new ListNode (value); assert( ptr != NULL ); return ptr; } // Es una lista vacía? template bool List ::isEmpty() { return (firstPtr == NULL); } // constructor por defecto template List ::List() { firstPtr = NULL; lastPtr = NULL; }

15 Dinamismo y Contenedores Algoritmos y Estructuras de Datos II Lista Enlazada (un ejemplo de contenedor) // destructor template List ::~List() { if ( ! isEmpty() ) { ListNode *tmpPtr, *currentPtr ; currentPtr = this.firstPtr; while ( currentPtr != NULL ) { tmpPtr = currentPtr; currentPtr = currentPtr->nextPtr; delete tmpPtr; } //inserta un nodo al inicio de la lista template void List ::insertAtFront( const NodeType &value) { ListNode *newPtr = getNewNode( value ); if ( isEmpty() ) firstPtr = lastPtr = newPtr; else { newPtr->nextPtr = firstPtr; firstPtr = newPtr; } firstPtrlastPtr currentPtr lastPtr newPtr firstPtr

16 Dinamismo y Contenedores Algoritmos y Estructuras de Datos II Lista Enlazada (un ejemplo de contenedor) //inserta un nodo al final de la lista template void List ::insertAtBack( const NodeType &value) { /*ejercicio*/} //borra un nodo del comienzo de la lista template bool List ::removeFromFront(NodeType &value) { if ( isEmpty() ) return false; else { ListNode *tmpPtr = firstPtr; if ( firstPtr == lastPtr) firstPtr = lastPtr = NULL; else firstPtr = firstPtr->nextPtr; value = tmpPtr->data; delete tmpPtr; return true; } //borra un nodo del fin de la lista template void List ::removeFromBack(NodeType &value) { /*ejercicio*/} lastPtr tmpPtr firstPtr

17 Dinamismo y Contenedores Algoritmos y Estructuras de Datos II Tipos de constructores:  por Defecto: List(); Constructor con argumentos predeterminados: Nodo(int=3); //siempre crea un nodo con dato = 3 Node::Node(int valor) { this.dato = valor; this.nextPtr = NULL; }  por Defecto: Node(int valor); //este toma un parámetro para establecer a dato.

18 Dinamismo y Contenedores Algoritmos y Estructuras de Datos II  de Copia: Generan una instancia nueva, en base a una copia de la instancia pasada como parámetro. List(Const List &); Por Referencia: Genera un alias. template List ::List(Const List &lista) { this.firstPtr = lista.firstPtr; this.lastPtr = lista.lastPtr; } Por Copia: Genera una copia. template List ::List(Const List &lista) { ListNode * it = lista.firstPtr; while( it!= NULL) { this.insertAtBack(*it); it = it->nextPtr; }

19 Dinamismo y Contenedores Algoritmos y Estructuras de Datos II  Operador de asignación: No construye una nueva instancia, sino que reutiliza una existente. List& operator=(Const List &); Permite hacer: la = l b; //asigna a la la lista lb (puede ser por copia o referencia). ~List(); No se lo invoca explícitamente (lo invoca internamente el delete de list). Destructores: