Tutorial de estructura de datos, gratis

UNIVERSIDAD NACIONAL DE
CÓRDOBA
ESCUELA SUPERIOR DE COMERCIO
MANUEL BELGRANO
NIVEL TERCIARIO
ANALISTA DE SISTEMAS

OBJETIVOS GENERALES
• Desarrollar el razonamiento intuitivo y lógico.
• Valorar la información como fundamento en la
toma de decisiones.
• Escoger las herramientas informáticas más
convenientes para el desempeño de su
actividad.
• Generar estrategias personales de resolución de
problemas.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS
• Reconocer la organización elemental de los datos como
medio para la obtención de información.
• Reconocer las distintas estructuras de datos como medios
de almacenamiento de información.

• Desarrollar habilidades para seleccionar las estructuras de
datos más adecuadas teniendo en cuenta el contexto de
funcionamiento de las mismas.
• Desarrollar una lógica para la resolución de problemas que
se le planteen en la aplicación de las estructuras de datos.

UNIDAD I
Introducción. Organización elemental de los datos.
• Dato. Campo. Registro. Tabla o Archivo.
• Atributo. Entidad. Conjunto de Entidades.
• Elementos simples. Grupos de Elementos.
• Tipos de datos.
• Tipos de registros.
• Clave primaria.
• Creación de índices.

UNIDAD II
Estructura de Datos.
• Concepto.
• Arrays. Array Lineal. Array Bidimensional. Array
multidimensional.
• Listas Enlazadas. Punteros. Enlaces.
• Árbol.
• Pila. Cúspide.
• Cola. Frente y final.
• Grafo.

UNIDAD III
Operaciones con Estructura de Datos
• Recorrido.
• Búsqueda.
• Inserción.
• Eliminación.
• Modificación.
• Ordenamiento.
• Mezcla.

UNIDAD IV:
Algoritmos.
• Complejidad y relación espacio-tiempo.
• Algoritmos de búsqueda.
• Algoritmos de ordenamiento.
• Diseño.
• Notación algorítmica.
• Componentes.

UNIDAD V
Cadenas.
• Procesamiento de cadenas.
• Terminología básica.
• Almacenamiento de cadenas.
• Operaciones con cadenas.

BIBLIOGRAFIA:
• PARALAFAKYOU
• Estructura de Datos, Seymour Lipschutz, Mc Graw Hill,
2001.
• Estructura de Datos y Organización de Archivos, Mary e. S.
Loomis, Prentice-Hall, 2001.
• Estructura de Datos y Algoritmos, Roberto Hernández,
Raquel Dormido, Juan Carlos Lázaro y S. Ros, Prentice-Hall,
2001.
• Estructura de Datos, Luis Joyanes Aguilar, Ignacio Zahonero
Martínez, Mc Graw-Hill, 2007.
• Notas de Cátedra con ejercitaciones prácticas, versión
2013, elaborada por María del Valle Aranda.

• Los datos son los que dan origen a la
información.
• Usamos los datos para producir información la
que nos ayudará a tomar decisiones.

• Organización Elemental de los datos:

• Dato. Campo. Registro. Archivo.

• El elemento dato es la unidad lógica más
pequeña en la representación de datos.
• Ejemplos :
• Número de Legajo del Empleado.
• El Nombre.
• El Estado Civil.

• Los elementos datos relacionados se agrupan
para formar los registros lógicos, o
simplemente registros.
• Ejemplo:
• El Número de Legajo del Empleado, el Nombre
y el Estado Civil están agrupados para formar
el registro del empleado.

• Los registros que tienen el mismo elemento
dato están combinados para formar un
archivo.
• Ejemplo: El archivo contiene el Número de
Legajo, el Nombre y el Estado Civil de todos
los empleados de la empresa.

Tutorial de estructura de datos, gratis

• Atributo. Entidad. Conjunto de Entidades

• Una entidad es algo que posee ciertos
atributos o propiedades a los cuales se les
puede asignar valores.
Estos valores pueden ser numéricos o no.
• Ejemplo: los siguientes son posibles atributos
de la entidad «empleado de la empresa.»

• "empleado de la empresa", con los
correspondientes valores:

• Entidades con atributos iguales:
• Por ejemplo:
• Todos los empleados de la empresa Estos
forman un conjunto de entidades.

RESUMEN
• El término información a veces se usa al referirse
a datos con atributos determinados. La forma en
que los datos se organizan en la jerarquía:
campos, registros y archivos refleja la relación
entre atributos, entidades y conjuntos de
entidades. Así un campo es una unidad
elemental de información que representa un
atributo de una entidad, un registro es una
colección de campos de una entidad y un archivo
es una colección de registros de las entidades
contenidas en un conjunto de entidades.

Elementos simples.
• Grupo de elementos

• La palabra datos hace referencia a valores
simples o conjuntos de valores.

• Denominamos elemento a una unidad básica
de valores.

• A aquellos elementos que pueden dividirse en
otros reciben el nombre de grupo de
elementos.

• Los no subdivisibles reciben el nombre de
elementos simples.
• Por ejemplo:
• El nombre de un empleado.

• Puede ser subdividido en tres subunidades:
nombre, primer apellido y segundo apellido, Pero
el número de documento debe ser tratado como
una unidad simple.

• Texto: Es el más común, también
denominados carácter, son utilizados para el
almacenamiento de caracteres alfanuméricos
(letras, números, símbolos).
• Numérico: Se puede introducir números
enteros o fraccionarios.
• Lógico: sólo pueden contener el valor
verdadero o falso. El valor 1 representa
verdadero y el valor 0 falso.

• Un archivo puede tener registros de longitud
fija o variable.

Los registros de longitud fija.
• Contienen los mismos elementos con la
misma cantidad de espacio asignado a cada
uno.

Los registros de longitud variable
• Los registros del archivo pueden tener
distintas longitudes.

• Ejemplo:
• Los registros de estudiantes normalmente
tienen longitud variable, puesto que
estudiantes diferentes pueden cursar distintas
materias. En general los registros de longitud
variable tienen longitudes mínimas y
máximas.

• Cada registro de un archivo puede contener
muchos campos elementales, aunque el valor
de un determinado campo puede determinar
unívocamente el registro dentro del archivo.
• Este campo K recibe el nombre de clave
primaria y los valores k1, k2,... de dichos
campos reciben el nombre de claves o valores
de clave.

• Por ejemplo:
• Supongamos que un vendedor de automóviles
lleva un archivo de inventario donde cada
campo del mismo contiene los siguientes
datos:

• El campo Número de Serie puede servir como

clave primaria para el archivo, puesto
que cada automóvil tiene un único número
de serie.

• Supongamos que un Club mantiene un archivo
de socios, donde cada registro contiene los
siguientes datos:

• Aquí el nombre es una clave primaria.
• Dirección y el teléfono no sirven como clave
primaria, puesto que algunos socios pueden
pertenecer a la misma familia y tener la
misma dirección y teléfono.

UIDAD II
Estructura de Datos.
• Concepto.
• Arrays. Array Lineal. Array Bidimensional. Array
multidimensional.
• Listas Enlazadas. Punteros. Enlaces.
• Árbol.
• Pila. Cúspide.
• Cola. Frente y final.
• Grafo.

• El modelo matemático o lógico de una
organización particular de datos recibe el
nombre de estructura de datos.

• La elección de un modelo de datos en
particular DEPENDE DE:

• Debe ser lo suficientemente complejo para
mostrarnos la relación entre los datos y lo
que representan.

• La estructura debe ser lo suficientemente
simple para que los datos puedan ser
procesados de forma eficiente cuando sea
preciso.

• Dentro de las estructuras de datos posibles
encontramos.

• La estructura de datos más simple es el array
lineal.

• Un array lineal es una lista de un número
finito de datos simples, referenciados por
medio de un conjunto de n números
consecutivos.
• 1,2,3 ….n.
• Si designamos el array con la
• letra A.
• a1, a2, a3,....., an

• O a través de notación patentizada.
• A(1), A(2), A(3),....., A(n)
• O por corchetes.
• A[1], A[2], A[3],....., A[n]
• Donde el número n en A[n] recibe el nombre de
índice y A[n] el de variable subindicada

• Las notaciones parentizadas o con corchetes
son las que se utilizan para computadoras ya
que los lenguajes de programación no suelen
permitir letras minúsculas con subíndices.

• Ejemplo:
• El array lineal ESTUDIANTES consta de los
nombres de siete estudiantes:

• Los arrays lineales reciben el nombre de
arrays unidimensionales debido a que cada
elemento del mismo se referencia a través de
un solo índice.

• Un array bidimensional es una colección de
datos pertenecientes a una misma
entidad, donde cada elemento se referencia
por dos índices (tales arrays reciben el nombre
de matrices en matemáticas y de tablas en
aplicaciones comerciales). De forma análoga
se definen los arrays multidimensionales.

• Ejemplo: Una cadena de 7 Sucursales,
compuestas por 3 Depósitos cada una, puede
representar sus ventas mensuales, como se
muestra a continuación.

• Estos datos pueden almacenarse en una
computadora, utilizando un array
bidimensional en el que el primer índice
representa una Sucursal y el segundo un
Depósito.

• Decimos que el tamaño del array es de 7 x
3, puesto que contiene 7 filas
• (horizontales) y 3 columnas (verticales).

• Supongamos que un concesionario de
automóviles mantiene un archivo donde cada
registro contiene el nombre de un Cliente y su
correspondiente Vendedor,

• Claramente este archivo puede ser
almacenado en la computadora por medio de
una tabla compuesta por dos columnas con
nueve nombres cada una.
• Sin embargo esta puede no ser la forma más
útil de almacenar los datos.

• Almacenar los datos mediante dos arrays
separados.

• En uno se podrían almacenar los nombres de
los clientes, junto con una entrada llamada
puntero que nos indicaría la localización del
Vendedor correspondiente, y estos estarían
almacenados en el segundo array.

• En la práctica, el uso de un entero como
puntero utiliza menos espacio que un nombre,
por lo tanto esta representación economiza
espacio, sobre todo si cada Vendedor tiene
cientos de Clientes.

• Supongamos que la Gerencia de
Comercialización necesita una lista de Clientes
de un Vendedor determinado.

• Una forma de simplificar la búsqueda es
utilizar los punteros de otra forma; cada
Vendedor puede tener un conjunto de
punteros que dan la posición de sus Clientes.

• La principal desventaja de esta representación
es que cada Vendedor puede tener muchos
punteros y que el conjunto de estos cambiará
cuando agreguemos o eliminemos Clientes.

• Otra forma de almacenar los datos.
• En este caso cada Vendedor posee un puntero
que apunta a su primer Cliente.

• En la lista Cliente el campo enlace apunta al siguiente Cliente del
mismo Vendedor, indicando el último Cliente asociado con un 0.
por ejemplo para el Vendedor Lozada.
• Usando esta representación es más fácil obtener la lista de Clientes
para un Vendedor determinado, e insertar y eliminar Clientes

Utilizaremos
Puntero cuando un elemento de una
lista apunta a otro de una lista
distinta.
Enlace cuando lo hace hacia otro,
pero de la misma lista.

• Indicaremos a continuación algunas de sus
propiedades básicas mediante dos ejemplos.

• Ejemplo de Estructura de Registro

• Un registro perteneciente a la entidad
Empleado, puede contener los siguientes
atributos ó campos:

• Sin embargo, Nombre puede ser un grupo de
elementos compuesto por Apellido y Nombre
de pila. También Dirección puede estar
conformada por los ítems Calle, Número, Zona
donde a su vez ésta última puede estar
compuesta por los subítems Barrio, Localidad

• Otra forma de representar la estructura de
árbol es mediante niveles.

• Ejemplo de Expresiones Algebraicas

• Usando la flecha vertical
para expresar la
exponenciación y el asterisco (*) para la
multiplicación, podemos representar esta
expresión mediante el siguiente árbol:

• Observe que el orden en que deben realizarse
las operaciones quedan reflejadas en el
diagrama: la exponenciación debe realizarse
después de la resta, y la multiplicación situada
en la cúspide del árbol debe ejecutarse al
último.

• Denominada sistema último-dentro primerofuera (LIFO), es una lista lineal de registros, en
la cual las inserciones y extracciones tienen
lugar sólo por un extremo llamado cúspide.

• Denominada sistema primero-dentro primerofuera (FIFO), es una lista lineal en la cual las
extracciones se realizan siempre por un
extremo, llamado frente y las inserciones por
el extremo contrario llamado final de la lista

• Los datos contienen, en algunos casos,
relaciones entre ellos que no son
necesariamente jerárquicas.
Por ejemplo:
• Supongamos que una empresa aérea realiza
vuelos sólo entre las ciudades conectadas por
líneas.
• La estructura de datos que refleja esta
relación recibe el nombre de grafo.

• Operaciones con Estructura de Datos.

• Las que se describen a continuación son las
que se utilizan con mayor frecuencia:

Recorrido:
• Implica acceder a cada registro una única vez
aunque uno o más ítems del registro sean
procesados. Este acceso y procesamiento
también se denomina a veces con el término
"visitar el registro".

Búsqueda:
• Implica la localización de un registro
caracterizado por una determinada clave o
también el acceso a los registros que cumplen
una o más condiciones.

Inserción:
• Implica añadir nuevos registros a la estructura
de datos.

Eliminación:
• Esta operación implica borrar un registro de la
estructura de datos.

Modificación:
• Esta operación implica un cambio o
actualización de los datos contenidos en un
registro.

Ordenamiento:
• Esta operación implica clasificar los registros
conforme a un orden lógico determinado.

Mezcla:
• Esta operación implica combinar dos archivos
previamente ordenados en uno único que
también lo está.

• Un algoritmo es una secuencia de
operaciones o pasos perfectamente definidos
que conducen a la resolución de un problema.

Búsqueda secuencial:
• Recorre cada registro del archivo, uno a
uno, hasta encontrar el dato buscado.
• Ejemplo: Un nombre.
• Este algoritmo puede resultar inviable en la
práctica si la lista consta de miles de nombres
como en una guía telefónica.

Búsqueda binaria
• Comparar el nombre buscado con el que se
encuentra en mitad de la lista. Con ello
dividimos la lista en dos partes y
determinamos en cual de las dos se encuentra
el nombre buscado. Nuevamente repetimos el
mismo proceso en la parte seleccionada hasta
que encontramos el nombre deseado, o no.

• Se puede expresar que la complejidad del
algoritmo de búsqueda binaria viene dada por
C(n)=log2n (log en base 2 de n ).
• De esta forma no se necesitan más que 15
comparaciones para encontrar un nombr de
una lista que contiene 25.000 nombres.

Inconvenientes.
• Este Algoritmo implica la posibilidad de acceder
directamente al elemento mitad de una lista. Por
tanto la lista debe ser almacenada en algún tipo
de array.
• Desgraciadamente para este tipo de estructura,
la inserción de un elemento en ella implica el
movimiento de un gran número de datos, al igual
que ocurre cuando deseamos borrar o extraer
algún dato del array.

• Ordenar el archivo alfabéticamente y utilizar la
búsqueda binaria es un buen método si lo que
deseamos es encontrar un registro que
contiene un determinado nombre.

• Por el contrario:
• Supongamos que lo que conocemos es el número
de documento. En este caso debemos realizar
una búsqueda secuencial en todo el archivo, lo
que implica gran cantidad de tiempo cuando el
archivo es largo. ¿Cómo resolver este problema?
Una forma es tener otro archivo igual, pero
ordenado por número de documento.

• Esta solución duplica el espacio necesario para
el almacenamiento de datos.

• Otra solución representada a continuación es la
de tener el archivo principal ordenado de
acuerdo al número de documento y
adicionalmente un array auxiliar con dos
columnas, la primera de ellas conteniendo la lista
alfabética de los nombres y la segunda punteros
que indiquen la dirección de los registros
correspondiente en el archivo principal. Esta
forma de resolver el problema es una de las más
utilizadas, puesto que el espacio adicional
necesario es mínimo frente a la información extra
que proporciona.

• Los programas que implementan los
algoritmos más complejos pueden ser
diseñados fácilmente, si organizamos los
mismos en una estructura de módulos
jerárquica.

En la organización descripta:
Cada programa contiene un módulo principal
que representa una descripción general del
algoritmo. Este módulo principal contiene
llamadas a submódulos que contienen
información más detallada que el principal. Cada
submódulo puede hacer referencia a su vez a
más submódulos, así sucesivamente.

Notación algorítmica
• El formato para representar formalmente un
algoritmo se compone de dos partes.
• La primera consiste en una descripción de los
propósitos del algoritmo, la descripción de las
variables que intervienen en el mismo y de los
valores de entrada.
• La segunda parte consiste en la secuencia de
pasos que deben ser ejecutados para la
consecución del resultado

Componentes de un algoritmo

•Pasos,control y
salida

• Los pasos de los que consta un algoritmo son
ejecutados uno detrás de otro, comenzando
por el paso 1, salvo que se indique lo
contrario. No obstante, el control puede
transferirse a un paso n a través de la
sentencia Ir a o Saltar al paso n.

• Si aparecen varias sentencias en el mismo
paso, por ejemplo.

• Que se ejecutan siempre de izquierda a
derecha.

• Comentarios:
• Cada paso puede contener un comentario que
entre otras cosas debe indicar lo que realizara
esa parte del algoritmo así es mas fácil la
lectura del mismo.

• Nombres de variables
• Los nombres de variables estarán compuestos
siempre por letras mayúsculas como MAX o
DATOS.

• Sentencias de asignación
• La operación de asignación de valores a
variables las simbolizaremos mediante los dos
puntos-igual := que se usa en Pascal. Por
ejemplo:

• Entrada y salida
• Los datos pueden ser introducidos y asignados a
las variables por medio de la sentencia Leer con
el formato siguiente:
• Leer: Nombres de variables
• Análogamente, mensajes acotados por comillas y
los valores de las variables se pueden escribir
mediante las sentencias Escribir o Imprimir. Con
el formato siguiente:
• Escribir: Mensajes y/o nombres de variables

• Procedimientos
• El término procedimiento lo utilizaremos para
referirnos a módulos que resuelven algoritmos
completos, pero que son utilizados por otros que
resuelven un problema general.
• En ese sentido reservaremos la palabra algoritmo
para la resolución de problemas generales. El
término procedimiento lo utilizaremos también al
describir cierto tipo de subalgoritmos.

Estructuras de Control
• Los algoritmos y los correspondientes programas
que los ejecutan en una computadora son
fácilmente inteligibles si en su diseño utilizamos
módulos internos (definidos dentro del mismo) y
son diseñados de acuerdo a las reglas impuestas
por los tres tipos de lógicas siguientes:
• Lógica secuencial o flujo secuencial.
• Lógica selectiva o flujo condicional.
• Lógica iterativa o flujo repetitivo.

• Lógica secuencial o flujo secuencial:
• Implica que los módulos sean ejecutados uno
a continuación del otro, excepto que alguna
instrucción indique lo contrario.

• Lógica selectiva o flujo condicional
• Implican la ejecución de alguna alternativa
entre varias.

• Estas estructuras condicionales
pueden ser de tres tipos:

• a) Alternativa simple. Tiene la forma:

• Si condición entonces:
• [Módulo A]
• [Final de la estructura condicional]

• En este caso si la condición se cumple, se
ejecuta el Módulo A, que puede estar
compuesto por varias sentencias. En cualquier
otro caso el Módulo A no se ejecuta y se
transfiere el control al paso siguiente del
algoritmo.

•
•
•
•
•
•

b) Alternativa doble. Tiene la forma:
Si condición entonces:
[Módulo A]
Si No:
[Módulo B]
[Final de la estructura condicional]

• Si la condición se cumple, se ejecuta el
Módulo A. En caso contrario, se ejecutará el B.

•
•
•
•
•

c) Alternativa múltiple. Tiene la forma:
Si condición (1), entonces:
[Módulo A1]
Si No Si condición (2), entonces:
[Módulo A2]
:
:

•
•
•
•
•

Si No Si condición (M), entonces:
[Módulo AM]
Si No:
[Módulo B]
[Final de la estructura condicional]

• La lógica de esta estructura permite la
ejecución de un solo módulo SINO el
siguiente, etc. asi hasta el final

• Lógica iterativa o flujo repetitivo
• Implica la utilización de lazos o ciclos.
• Fundamentalmente pueden ser de dos tipos,
ambas comienzan con la sentencia repetir.

• a) Ciclo Repetir-Desde
• Utiliza una variable índice, por ejemplo K, para
controlar el ciclo.
• Tiene la forma:
• Repetir Desde K=R hasta S de T:
• [Módulo ]
• [Fin del ciclo]

• R recibe el nombre de valor inicial
• S el de valor final o valor de prueba
• T el de incremento.

• b) Ciclo Repetir-Mientras
• Tiene la forma:
• Repetir Mientras condición:
• [Módulo ]
• [Fin del ciclo]

• El ciclo continúa hasta que la condición exigida
sea falsa.

• Procesamiento de cadenas.
• La terminología informática utiliza
preferentemente el término cadena para una
secuencia de caracteres en lugar del término
palabra, puesto que a este último le asigna otro
significado. Por este motivo y para evitar
confusiones el procesamiento de textos es
referenciado por los términos "procesamiento de
cadenas", "manipulación de cadenas" o "edición
de textos

Terminología básica
• Cada lenguaje de programación posee un
conjunto de caracteres que utiliza para
comunicarse con la computadora.

Este conjunto incluye generalmente a
los siguientes:

• Una secuencia finita S, compuesta por cero ó
más caracteres, recibe el nombre de cadena.
• El número de caracteres presente en una
cadena constituye su longitud.
• Una cadena con cero caracteres recibe el
nombre de cadena vacía o cadena nula.

• Las cadenas las indicaremos incluyendo los
caracteres que las componen entre comillas
simples, estas comillas servirán también como
delimitadores de cadenas

• Cuyas longitudes respectivas son:
8, 12, 0 y 2.

Almacenamiento de Cadenas
• Generalmente una cadena puede almacenarse
en algunos de estos tipos de estructura:
• Estructuras de longitud fija.
• Estructuras de longitud variable pero con
máximo fijado.
• Estructuras enlazadas.

• Almacenamiento de longitud fija u orientada
al registro:
• Cada registro tiene la misma longitud, es decir
contiene el mismo número de caracteres.
Puesto que los datos suelen introducirse a
través de terminales que poseen un ancho de
80 columnas, los registros serán de una
longitud de 80 caracteres.

Las principales ventajas
• El poder acceder fácilmente a cualquier
registro y la facilidad a la hora de actualizar los
datos de un determinado registro.

Las desventajas
• Se emplea mucho tiempo al leer los registros
si la mayoría de la información en ellos
almacenada consiste en blancos que no tienen
una misión específica y algunos registros
pueden necesitar más espacio que el
disponible

• Almacenamiento de longitud variable con
máximo establecido:
• Algunas operaciones con cadenas dependen
de la existencia de cadenas de longitud
variable.

• Puede realizarse de dos maneras:
• Utilizando una marca, como dos símbolos $$
consecutivos, para indicar el final de la
cadena.
• Incluir la longitud de la cadena como un ítem
adicional en un array de punteros

• Suelen ser poco eficientes cuando las cadenas
y su longitud están sometidas a cambios
frecuentes.

• Almacenamiento enlazado:
• Una lista enlazada es una secuencia ordenada
de celdas de memoria, llamadas nodos, donde
cada nodo contiene un elemento llamado
enlace, el cual apunta al siguiente nodo de la
lista, es decir que contiene la dirección del
siguiente elemento de la lista.

Operaciones con Cadenas
• Subcadenas:
• Cuando queremos acceder a una subcadena
contenida en una determinada cadena, debemos
conocer las siguientes elementos: el nombre de la
cadena o la cadena misma, la posición que ocupa
el primer carácter de la subcadena en la cadena a
la que pertenece y la longitud de la subcadena.
Llamaremos a esta operación Subcadena y
escribiremos:

• Indexación:
• Hace referencia a la operación de encontrar la
posición en que aparece por primera vez una
secuencia de caracteres P dentro de un texto
T. Simbolizamos esta operación de la siguiente
forma:

• Si la secuencia no se encuentra dentro del
texto, entonces INDEX nos devuelve el
valor 0.

• Concatenación:
• Sean las cadenas S1 y S2.
• La concatenación de S1 y S2, simbolizada por
S1//S2 es aquella obtenida colocando a
continuación de los caracteres de S1 los de S2.

• Longitud:
• El número de caracteres que componen una
cadena recibe el nombre de longitud de la
cadena y se simboliza así:

Tutorial de estructura de datos, gratis

Más contenido relacionado

La actualidad más candente (20)

Similar a Tutorial de estructura de datos, gratis (20)

Más de Paralafakyou Mens (20)

Tutorial de estructura de datos, gratis