Estructuras de datos y algoritmos

PIAP134 Prof. Oriana Gómez AmoresePIAP134 Prof. Oriana Gómez Amorese
Estructuras de Datos yEstructuras de Datos y
AlgoritmosAlgoritmos

• Explicar el rol de las estructuras de datos y algoritmos
como bloques de construcción en programas de
computadora
• Definir estructuras de datos
• Discutir las diferencias entre un tipo de dato y una
estructura de dato
• Explicar el rol de las estructuras de datos en la
resolución de problemas
• Describir el Tipo de Dato Abstracto lista
• Discutir la estructura de datos lista
• Explicar cómo implementar una lista como un arreglo
Objetivos del Aprendizaje

Dos elementos esenciales en la resolución de
problemas:
• Estructura de datos:
Mecanismo de almacenamiento usado para
almacenar datos.
• Algoritmos:
Método usado para resolver el problema
Los algoritmos permiten que algunas de las
operaciones básicas e importantes se
realicen sobre las estructuras de datos.
La Necesidad de Algoritmos
y Estructuras de Datos

• Un tipo de dato es:
- Un conjunto de valores que una variable de ese
tipo puede tomar
- Las operaciones permitidas en ella.
• Los diferentes tipos de datos que un lenguaje de
programación soporta son:
− integer
− float
− char
− boolean
Tipos de Datos

• El término estructura de dato se usa
normalmente para referirse a una colección de
datos que están organizados de alguna forma u
otra.
• Una estructura de datos es una colección de
entidades pertenecientes a tipos de datos
diferentes que resultan de la organización de
piezas de datos interrelacionadas.
• Las estructuras de datos también tienen un
conjunto de valores y operaciones definidas en
estos valores.
• Las estructuras de datos son declaradas y
definidas por los programadores.
Estructuras de Datos

• Las estructuras de datos y los algoritmos
constituyen los principales bloques de
construcción de los programas.
• La selección de las estructuras de datos que
pueden usarse para resolver un problema:
 Es una de las principales fuentes de variabilidad en el
diseño de algoritmos.
 Determina la facilidad con la cual un algoritmo pueda
ser escrito.
 Puede aumentar o disminuir el requerimiento de
espacio de almacenamiento y otros recursos en una
computadora.
Rol de las Estructuras de Datos para Resolver Problemas

• Tipo de Dato Abstracto (TDA) se refiere a
entidades de almacenamiento de datos y las
operaciones definidas en esas entidades.
• TDA es simplemente una colección de
operaciones.
• La lista vista como un TDA:
− Insertar un elemento
− Borrar un elemento
− Encontrar un elemento
− Mostrar elementos
Tipo de Dato Abstracto - TDA

• Una lista se puede definir como una serie de
cero o más elementos, donde cada elemento
pertenece a un tipo dado.
elem1
, elem2
, elem3
… elemn
Donde:
- n:Indica la longitud de la lista
- Elem1
:Primer elemento de la lista
- elemn
: Último elemento de la lista
• Una lista se dice que está vacía cuando el
número de elementos, n, es cero.
• Las listas son estructuras de datos flexibles
que se puede expandir o contraer
Estructura de Datos Lista

• Una lista puede ser vista como un TDA al
definir un conjunto de operaciones sobre ésta:
− nuevo(lista)
− insertar(lista, elem)
− borrar(lista, pos)
− encontrar(lista, elem)
− obtener(lista, pos)
− esvacio(lista)
Lista como un TDA

• Las dos operaciones básicas de la lista que
generan todas las nuevas listas posibles son:
- nuevo (new)
- insertar (insert)
• Se denominan operaciones primitivas
• Una operación primitiva es aquella que puede
usarse para definir todas las otras operaciones de
una estructura de datos.
Lista como un TDA...

esvacio(nuevo) = verdadero
La nueva lista retornada por la operación nuevo es
una lista vacía, ya que ningún elemento se ha
añadido hasta ahora.
esvacio(insertar(lista,elem))=falso
lista pasada a esvacio después de la adición
de elem no es una lista vacía
Las reglas que definen a esvacio usando
operaciones primitivas se denominan axiomas.
Definición de esvacio Usando nuevo e insertar

 Usando un arreglo se implementan las
operaciones:
• Crear una nueva lista
• Insertar un elemento en una lista
• Eliminar un elemento de una lista
• Buscar un elemento en una lista
• Encontrar el sucesor y predecesor de un
elemento en una lista
• Determinar si una lista está vacía
Operaciones sobre una Lista

#define LISTMAX 100 /* Limite máximo */
#define STRINGSIZE 30
/* Definición del Type para una lista */
typedef struct {
int count; /* Nro de elementos en list */
char list[LISTMAX][STRINGSIZE];
} List_Array;
Implementar una Lista como un Arreglo

/* Crear una lista. */
void newList(List_Array *list_ptr){
int k;
list_ptr->count = 0;/* No hay elementos*/
for(k = 0; k < LISTMAX; k++)
/* Inicializar con un carácter null */
strcpy(list_ptr->list[k],"0");
}
Crear una Nueva Lista

/* Para insertar un elemento en la lista */
int insertElement(List_Array *list_ptr,
char *element) {
if(list_ptr->count == LISTMAX)
return (-1); /*Tamaño máximo alcanzado*/
else {
strcpy(list_ptr->list[list_ptr->count],
element);
list_ptr->count++; /*Un elemento más*/
return(1); /* Retorna éxito */
}
}
Insertar un Elemento en una Lista

/* Eliminar un elemento en la lista dada su
posición en la lista*/
int deleteElement(List_Array *list_ptr,
int pos) {
int k;
/* Revisar si pos existe y errores */
if (pos < 0 || pos > list_ptr->count-1)
return(-1); /* error */
Eliminar un Elemento en una Lista

else {
/* Mueve todos los elementos hacia arriba */
for (k = pos; k < list_ptr->count - 1;
k++)
strcpy(list_ptr->list[k],
list_ptr-list[k+1]);
list_ptr->count--;
return(1); /* Eliminación con éxito */
}
}
Eliminar un Elemento en una Lista...1

/* Encontrar un elemento en la lista */
int find(List_Array *list_ptr, char *element){
int k = 0;
while (k <= list_ptr->count - 1)
/* Revisar por el nombre en k */
if (!strcmp(list_ptr->list[k], element))
return(k+1);
else
k++;
return(-1); /* Elemento no encontrado */
}
Buscar un Elemento en una Lista

/* Encuentra el elemento sucesor dada una
posición en la lista */
char * succ(List_Array *list_ptr, int pos){
/* Revisar errores */
if (pos < 0 || pos > list_ptr->count-1) {
printf("nSuccessor - Input error: No
tal posición en la listan"); /* Error */
return(NULL);
}
Sucesor de un Elemento en una Lista

else
if (pos == list_ptr->count-1) {
printf("No existe sucesor para el
último elemento en la lista!n");
return(NULL);
}
else
return(list_ptr->list[pos + 1]);
}
Sucesor de un Elemento en una Lista..1

/* Encuentra el elemento predecesor dada
una posición en la lista */
char * pred(List_Array *list_ptr, int pos){
/* Revisar errores */
if (pos < 0 || pos > list_ptr->count-1){
printf("nPredecessor - Input error: No
existe esa posición en la listan");//Error
return(NULL);
}
Predecesor de un Elemento en una Lista

else
if (pos == 0) {
printf("No existe predecesor para el
primer elemento en la lista!n");
return(NULL);
}
else
return(list_ptr->list[pos - 1]);
}
Predecesor de un Elemento en una Lista...1

/* Determinar si la lista está vacía o no */
int isEmpty(List_Array *list_ptr) {
if (list_ptr->count == 0)
return(1); /* lista está vacía */
else
return(0); /* lista no está vacía */
}
Determinar si la Lista Está Vacia

• Representación y operaciones aritméticas en enteros
súper largos
• Representación y operaciones sobre polinomios
• Diversidad de listas, por ejemplo, listas de votantes,
lista de elementos de compra, etc.
• Planificación de tareas
• Simulación de colas usando listas
• Bioinformática
• Aplicaciones de procesamiento de texto
• Implementaciones de conjuntos
• Aplicaciones en sistemas operativos para administrar
listas de procesos y administrar la paginación de
memoria
Aplicaciones Usando Lista

• Se explicó el rol de las estructuras de datos y los
algoritmos como bloques de construcción de los
programas de computadoras
• Se definió el concepto de estructuras de datos
• Se discutió acerca de las diferencias entre un tipo
de dato y una estructura de datos
• Se explicó el rol de las estructura de datos en la
solución problemas
• Se describió el Tipo de Dato Abstracto Lista
• Se discutió acerca de la estructura de datos lista
• Se explicó cómo implementar una lista como un
arreglo
Resumen

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