5-EDA-teo.ppt

Estructura de Datos y
Algoritmos
Repaso Tipos de Datos

¿Qué es un dato?
 Información en bruto, sin ningún significado
 Dado un enunciado, evento o acción, los datos
 Permiten representar sus actores o participantes
 Analizándolos, se podrá obtener resultados deseados
 Analicemos el siguiente hecho:
 El estudiante Juan Paz de edad 23 años, tiene promedio 8.3 en sus
calificaciones
 Podemos tomar los siguientes datos
 Nombre: Juan Paz -> Conjunto de Caracteres
 Edad: 23 -> entero
 Promedio: 78,3 -> real

Como representar los datos
 Los seres humanos:
 Usamos lenguaje natural o símbolos
 Ejemplo:
 Para representar números, usamos el sistema decimal
 Para representar palabras, usamos el abecedario
 La computadora:
 Usa conjuntos de 1s y 0s
 El dato mas pequeño en el computador es
 Un 1 o un 0 -> bit
 El conjunto de 8 bits -> 1 byte

Como representar los datos
 Los datos se clasifican en TIPOS
 Son los diferentes dominios existentes.
Ejemplo:
 Edad, Año de Nacimiento, Numero de multas
 Tienen dominio numérico
 Nombre, Dirección, Num. Cedula,
 Caen en el dominio de la información tipo texto
 Y las operaciones permitidas para dicho
dominio

Tipos de Datos Básicos
NOMBRE CONJUNTO DE VALORES OPERACIONES
Enteros Negativos y positivos sin decimal Sumar, restar, dividir, multiplicar,
residuo
Reales Negativos y positivos, con
decimal
Sumar, restar, dividir, multiplicar
Lógicos Verdadero o Falso(1 o 0) And, Or, Not
Caracteres Letras, números, especiales,
juntos forman una cadena
Sumar carácter + entero restar,
multiplicar por entero

En la computadora
1000
1001
1002
1003
 Solo vienen integrados los tipos de datos básicos
 En la computadora
 Cada byte es un casillero y tiene una dirección en
memoria
 Los datos (números y letras) se almacena en estos
casilleros
 ¿Cuantas casilleros ocupa un dato?
 Depende de su tipo y del hardware de la computadora
 Un entero puede ocupar casillas de hasta 4 bytes
 Un doble siempre ocupara mas, por su mayor precisión
 PERO, un carácter SIEMPRE ocupara casillas de 1 byte

Declaración de variables en C
 Una declaración de variables en C incluye
 Tipo de dato y
 Nombre de variable(identificador)
 Ejemplo:
int a, b;
float c;
 ¿Para que se declaran variables?
 Especifica cuanta memoria debe reservarse y
 Como se van a interpretar dichos datos
f = a + b
 Es una suma de enteros, que al final se convierte a real
int a;
4 bytes,
dir: 100
1 byte,
dir: 104
100
101
102
103
104
char c;

Direcciones de Memoria
1000
1001
1002
1003
&a es
1000
 Las variables
 Tienen direcciones de memoria
 Si deseamos conocer dicha dirección
 En lenguaje C
 Se usa el operador & de dirección
 Ejemplo:
int a;
a = 3;
printf(“Valor:%d Dir: %d”, a, &a);
 Un puntero
 Es una variable que puede almacenar dirección
de memoria

Algoritmos
Repaso Estructuras de
Datos

¿Qué es una Estructura de Datos?
 Una estructura de datos es una forma de organizar
un conjunto de datos elementales con el objetivo de
facilitar su manipulación. Un dato elemental es la
mínima información que se tiene en un
programa.(ejemplos de datos elementales serían int,
float, char,etc…)
 Lo que se pretende con las estructuras de datos es
facilitar un esquema lógico para manipular los datos
en función del problema que haya que tratar y el
algoritmo para resolverlo.

¿Qué es una Estructura de Datos?
 En algunos casos la dificultad para resolver un
problema radica en escoger la estructura de datos
adecuada. Y, en general, la elección del algoritmo y de
las estructuras de datos que manipulará estarán muy
relacionadas.

Ejemplos de estructuras de datos
 Vectores (matriz o array)
 Listas Enlazadas
 Pilas (stack)
 Colas (queue)
 Árboles
 Árboles Binarios
 Árboles finitarios
 Conjuntos (set)
 Grafos
 Tablas Hash

Algoritmos
Tipos Inductivos

Tipos Inductivos ("Recursivos")
 tienen en general cardinalidad infinita
 contienen valores de "tamaño arbitrario"
 Ejemplos:
 números naturales
 listas

 Tomemos por ello un problema para representar estos
tipos en computadoras
Concretamente: ¿Cómo se implementan las variables
de estos tipos ?
 T x;//T es el tipo de la variable x
 un espacio fijo en memoria con una dirección
(secuencia de bits ubicada en cierta posición de la
memoria)
 El espacio debe ser suficiente para contener
cualquier valor de tipo T

 Si los valores de tipo T pueden ser de
tamaño arbitrariamente grande,
entonces no hay espacio finito suficiente
para contener cualquier valor de tipo T.
 Por ello: sólo un rango de los naturales
es representable:
([MinNat, MaxNat])

El caso de las listas
 ¿Cómo tendría que ser una variable capaz de
contener cualquier lista?
 infinita
 de tamaño ajustable
(Cada lista es finita; pero la variable debería poder
crecer y contraerse al agregar y quitar elementos
de la lista)

 Solución:
La lista se extiende "hacia afuera" a lo largo de la
memoria ocupando un número de variables.

 ¿ Cómo ?
 Ejemplo: Consideramos [1, 2, 3]
 Cada elemento es representable en una variable
común (ej.: de tipo CARDINAL)

 A esta información, hay que agregar otra, que
representa la estructura (lineal) de la lista:
 ¿ Dónde está el primer elemento ?
 ¿ Dónde está el siguiente de cada elemento ?

 Si llamamos a la lista en cuestión, podemos
representarla con una variable que:
 indique dónde está el primer elemento, o sea que
 apunte a la variable que contiene el primer
elemento, que es lo mismo que
 contenga como valor la dirección (un
nombre, una referencia a) de la variable que
contiene el primer elemento

 ¡¡¡Necesitamos un nuevo “tipo” de valores !!!
 Direcciones
 Referencias
 Nombres
 indicadores (indicaciones)
 punteros
 Debe poderse representar la lista vacía, cuyo primer
elemento no existe. Necesitamos un valor que “no
apunte”.Este valor se conoce como NULL .
 Operación:  es la variable a la que señala
(apunta)
 Notar que  no está definida para l = NULL

 Además necesitamos representar la estructura
secuencial.
 Para ello, hacemos que cada componente de la lista
apunte al siguiente:

 Tenemos NODOS formados por dos
componentes (campos):
 El elemento propio de la lista (información)
 El puntero al siguiente nodo (posiblemente
no existente)
 En C podemos representar los nodos
como estructuras (struct)

 Debe poderse crear y destruir variables en forma
dinámica (mediante instrucciones de programa,
durante la ejecución de los programas)
 ¿ Por qué ?

 Debemos poder implementar asignaciones
(abstractas) como:
S = x.S (operación que agrega un elemento a la lista)
(comparar con n = n + 1)
 En tal caso, la lista contenida en la variable S se
agrandaría en un elemento

 En la representación con nodos y punteros,
corresponde a crear un nuevo nodo y agregarlo a la
lista.
 Por ejemplo, a la asignación abstracta l = 0.l (antes de
la asignación l=[1,2,3]) corresponde:

 El nuevo nodo:
 debe ser creado
 debe cargársele información
 l debe ser actualizada
 Igualmente, deben poderse destruir nodos,
correspondientemente con las operaciones que borran
elementos de listas
Tenemos pues ESTRUCTURAS DINÁMICAS.
Su tamaño es gobernado por instrucciones de
Programa. Esto no pasa con estructuras estáticas como
son los arreglos.

Algoritmos
Repaso Punteros

Punteros en C
 Para cada tipo T existe el tipo de los punteros a
variables de tipo T:
POINTER TO T
(que en C se declararía: T *variable;)

Punteros en C
 Notar que si p es una variable de tipo POINTER TO T,
entonces los estados posibles de p son:
 Estar apuntando a una variable de tipo T
 Contener el valor NULL (tiene valor, pero no
apunta)
 No tener valor (no haber recibido todavía valor)

Punteros en C
 El único literal (constante primitiva) de cada tipo de
puntero es NULL
 Las operaciones asociadas a cada tipo de puntero
son:
  (puntero a variable)
 +
 -
 == (verificación de igualdad de dos punteros, y solo
de punteros)
 = (asignación)

Punteros en C
 Un tipo de dato
 El puntero solo podrá almacenar direcciones de
memoria de variables del tipo especificado
 Se pueden definir punteros de cualquier tipo:
 float *pf;
 char *pc;
 Un identificador que siempre va antecedido del
operador *
pt almacena la
dirección de x, se dice
que pt apunta a x
x
pt
1000
1001
1003
1005
1000
int *pt, x;
x = 3;
pt = &x;
3
1000

Punteros en C
 Un puntero apunta a una variable
 A través del puntero se puede llegar a conocer todo sobre la
variable
 Ejemplo:
c = ‘A’
printf(“%c”, *pc1);
*pc1 = ‘N’
printf(“%c”,c);
Es equivalente a :
printf(“%c”, c);
Es equivalente a :
c = ‘N’
Imprime ‘N’ pues c ya
cambio
char c, *pc1, *pc2;
pc1 = &c;
 Si quiero conocer la dirección, uso el puntero
printf(“%d”, pc1); //Imprimo la dir. Almacenada por pc1
pc2 = pc1; //pc2 almacena la misma dir. que pc1
 Si quiero conocer el contenido al que apunta un puntero,
uso el operador *, sobre dicho puntero

Punteros en C
 A éstas operaciones deben agregarse las operaciones
que permiten crear y destruir variables dinámicamente
 En todo contexto en que sea válida la importación:
#include <stdio.h>

Punteros en C
 Tomemos disponibles las siguientes
funciones (C extendido), para cualquier
tipo T:
 T *variable = new(T);
 delete(variable);
 delete [] variable (si variable es un
arreglo creado dinamicamente)

Punteros en C
 El funcionamiento de estos procedimientos es
como sigue:
p = new(T)
 Crea una variable de tipo T (siendo p una variable
de tipo POINTER TO T)
 deja p apuntando a esa nueva variable
 no importando cuál era el estado previo de p
delete(p)
 Tiene como precondición que p esté apuntando a
alguna variable
 La variable apuntada por p desaparece
 p queda "sin valor"

Punteros en C
1. Los tipos de punteros son atómicos. Pueden ser
retornados como valores de funciones. Son usados
para formar estructuras encadenadas.
2. Dada una variable T *p hay tres formas de asignarle
valor
1. p = NULL;
2. p = q;
3. P = new(T);

Asignar un valor a un puntero
 p = NULL, hace que p "no apunte"

 p = q, donde q es otra variable del mismo tipo que p.
Entonces q debe tener valor. Luego de esta
asignación, o bien p y q son NULL (no apuntan) o bien
apuntan a la misma variable.

 p = new(T), es la manera de crear punteros efectivos
a variables.
 Luego, necesariamente, si un puntero apunta a una
variable, ésta es una variable creada dinámicamente
(usando new)

Punteros en C
Observaciones Complementarias
3. Dada la siguiente situación:
Decimos que p, q (sus punteros) son alias
de la misma variable.

Punteros en C
¿ Qué ocurre al ejecutarse delete(p)?
 q queda apuntando a una variable inexistente (lo
cual es diferente de contener el valor NULL, es
decir: "NO APUNTAR")
 De hecho, ocurre que los contenidos de ambas
variables son inútiles. O sea, la situación es análoga
al caso en que no tienen valor asignado.

Punteros en C
¿ Qué ocurre al ejecutarse DELETE(p)?
 Ejecutar p o q en esta situación conduce a un error de
ejecución (el mensaje suele ser “SEGMENTATION FAULT" o
algo que sugiera "ausencia de variable alojada en la dirección
en cuestión")
 En presencia de alias, la ejecución de DELETE puede tener,
como efecto lateral, que más de un puntero quede "apuntando
a una variable inexistente“  OJO

Punteros en C
4. Sean p, q variables de tipo char*, tal
que:

Punteros en C
 ¿Que pasa si hacemos …?
 [1]p = q
 [2]*p = *q (esta es la notación en C para p y q
respectivamente)

¿Que pasa si hacemos …?
 Luego de ejecutar [1], tenemos:
(Notar también el desperdicio posible de memoria luego
de ejecutar [1], ‘a’ queda inaccesible y “gastando
memoria”)

¿Que pasa si hacemos …?
 Luego de ejecutar [2], tenemos:

Punteros en C
 NEW y DELETE son traducidos en términos de los
procedimientos (más primitivos) malloc y free.
 Esto explica porqué importamos los últimos pero
usamos los primeros.

Referencias
 http://www.fing.edu.uy/inco/cursos/prog2
 www.dspace.espol.edu.ec/bitstream/.../1.
Tipos%20de%20Datos.ppt

Bibliografía
 Wirth, N. Algoritmos y Estructuras de
Datos. Prentice-Hall. 1987.

5-EDA-teo.ppt

Más contenido relacionado

Similar a 5-EDA-teo.ppt (20)

Más de RicardoSusa2 (20)

Último (20)

5-EDA-teo.ppt