2 ED Lineales

Estructuras de Datos Lineales

Dra. Laura Cruz ReyesInstituto Tecnolgico de Ciudad Madero

Mxico

U1. Estructuras de datos linealesDra. Laura Cruz Reyes

Tipo de Dato abstracto (TDA) Abstract Data Type (ADT)

Un TDA especifica un conjunto de datos ylas operaciones que operan sobre los datos.Es abstracto en el sentido que esindependiente de la implementacin.

Permite conocer qu cualidades tiene, pero no cmo estn implementadas

ADT= Operaciones + Estructura datos

Dra. Laura Cruz Reyes U1. Estructuras de datos lineales

Tipos de Estructuras de Datos

Estructuras de Datos

Lineales

No lineales

Almacenamiento Contiguo

Almacenamiento No Contiguo


1. Utilizando Arreglos: La relacin lineal estaimplcita en la relacin fsica de los elementos.Desventaja: Almacenamiento esttico y tamao fijo.

2. Utilizando elementos de enlace: Agrega a cadaelemento un campo de enlace, no requierenalmacenamiento contiguo en memoria, se puedenaadir y borrar elementos fcilmente.

Almacenamiento de datos en Listas Lineales


Enith Adrian Omar Pedro

0 1 2 3


55 10 200 38

En lenguajes donde no se cuenta con memoria dinmica, las listas encadenadas se implementan usando arreglos.

Pan -1informacin enlace

Galletas 4

Jamn 7

Leche 0

inicio

0

1

2

3

4

5

6

7

El arreglo contiene dos campos: uno para la informacin y otro para relacionar al siguiente elemento.

La lista se recorre desde el inicio y hasta encontrar un elemento que contenga un enlace vaco.


Estructuras Lineales

1. Pilas2. Colas3. Listas enlazadas

1. Simples2. Dobles3. Circulares


Operaciones Bsicas en Estructuras Lineales

1. Recorrido: Procesa cada elemento de la estructura.2. Bsqueda: Recupera la posicin de un elemento especfico.3. Insercin: Adiciona un nuevo elemento a la estructura.4. Borrado: Elimina un elemento de la estructura.5. Ordenacin: Ordena los elementos de la estructura de

acuerdo a los valores que contiene.6. Mezcla: Combina 2 estructuras en una sola.


PILASDefinicin:Estructura de datos lineal donde los elementospueden ser aadidos o removidos slo por unextremo.Trabajan con filosofa LIFO (Last In- First Out ).

Ejemplos:Pila de librosPila de llamadas a funcionesPila de recursionPila de resultados parciales de formulas aritmticas


OPERACIONES BASICAS CONPILAS

-push (apilar).- Agrega un elementos a la pila en elextremo llamado top.

-pop (desapilar).- Remueve el elemento de la pila quese encuentra en el extremo llamado top.

-isEmpty (estaVacia).- Indica si la pila contiene o nocontiene elementos.

-top (cima).- Regresa el elemento de la pila que seencuentra en el extremo llamado top.


REPRESENTACIN DE PILAS Usando arreglos: Define un arreglo de una

dimensin (vector) donde se almacenan loselementos.

0 1 2 3 4 5

TOP: Apunta hacia el elemento que seencuentra en el extremo de la pila.(inicialmente es -1).


Inicio:

Insertar

A:

Top -1

Insertar

B:

Insertar

C:

Eliminar

elemento

Top

A A

B

Top

A

B

Top

C

A

B

Top

Ejemplo


Implementacin de Pilas con Arreglos


Operacin bsica

Funcin

push( ) Guardar elemento en el tope

pop( ) quitar elemento del tope

top( ) Recuperar elemento deltope

topAndPop() Recuperar y quitar elemento

isEmpty() Verificar si la pila tiene elementos

makeEmpty() Vaciar la pila

doubleArray()* Doblar el tamao de la pila*Es operacin auxiliar

Interfaz para una pila de datos genricapackage DataStructures;

public interface Stack //Pila{

void push( Object x ); //apilar

void pop( ) throws UnderflowException; //desapilar con verif. de desbordamiento inferior

Object top( ) throws UnderflowException; //cima

Object topAndPop( ) throws UnderflowException; //cimaYDesapilar

boolean isEmpty( ); //esVacia

void makeEmpty( ); //vaciar}


Implementacin usando un arreglo de objetospackage DataStructures;

public class ArrayStack implements Stack //PilaVec{.public void pop( ) throws UnderflowException

{if( isEmpty( ) )

throw new UnderflowException( "pop" );topOfStack--;

}

public void push( Object x ) {

if( topOfStack + 1 == theArray.length )doubleArray( );

theArray[ ++topOfStack ] = x;}

private Object [ ] theArray;private int topOfStack;private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;

}

package DataStructures;

public class UnderflowException extends RuntimeException

{public UnderflowException(String message){

super( message );}

}


Implementacin usando un arreglo de objetospackage DataStructures;

public class ArrayStack implements Stack //PilaVec{

public ArrayStack( ) //constructor{

theArray = new Object[ DEFAULT_CAPACITY ];topOfStack = -1;

}

public boolean isEmpty( ) { . }

public void makeEmpty( ) { }

public Object top( ) throws UnderflowException { . }

public void pop( ) throws UnderflowException{ }

public Object topAndPop( ) throws UnderflowException{}

public void push( Object x ) {}

private void doubleArray( ) //duplicarArreglo{

Object [ ] newArray;

newArray = new Object[ theArray.length * 2 ];for( int i = 0; i < theArray.length; i++ )

newArray[ i ] = theArray[ i ];theArray = newArray;

}

private Object [ ] theArray;private int topOfStack;private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;

}


Implementacin usando un arreglo de objetosimport DataStructures.*;

//Test program to stack structure

public final class TestPila {

public static void main (String [ ] args){

Stack p = new ArrayStack( );for (int i= 0; i

Implementacin de Pilas con Arreglos


Operacin bsica

Funcin Complejidad

push( ) Guardar elemento en el tope O(1)

pop( ) quitar elemento del tope O(1)

top( ) Recuperar elemento deltope

O(1)

topAndPop() Recuperar y quitar elemento

O(1)

isEmpty() Verificar si la pila tiene elementos

O(1)

makeEmpty() Vaciar la pila O(1)

doubleArray()* Doblar el tamao de la pila O(n)*Es operacin auxiliar

Implementacin usando la clase Vectorpublic class Stack {

private Vector items;public Stack() {

items = new Vector(10);}

public Object pop() { //non-synchronized//public synchronized Object pop(){int len = items.size();Object obj = null;if (len == 0) throw new EmptyStackException();obj = items.elementAt(len-1);items.removeElementAt(len 1);return obj;}


public push(Object item) {//non-synchronized// public synchronized Object push(Object item){

items.addElement(item);return item;

}

public boolean isEmpty() {if (items.size == 0) return true; else return false;

}}


Verificacin de balanceo de smbolos

Aplicaciones de Pilas

EXPRESIONES ARITMETICAS:

Una expresin aritmtica contiene constantes, variablesy operaciones con distintos niveles de precedencia.

OPERACIONES :^ potencia*/ multiplicacin, divisin+,- suma, resta



NOTACION INFIJALos operadores aparecen en medio de los operandos.

A + B, A 1, E/F, A * C , A ^ B , A + B + C, A+B-C

NOTACION PREFIJAEl operador aparece antes de los operandos.

+ AB, - A1, /EF, *AC, ^AB, ++ABC, -+ABC

NOTACION POSTFIJAEl operador aparece al final de los operandos.

AB+, A1-, EF/, AC*, AB^, AB+C+, AB+C-

Notaciones Aritmticas


PASOS PARA EVALUAR UNA EXPRESION

1. CONVERTIR A POSTFIJO: convertir la expresin en notacin infijo a notacin postfijo

2. EVALUAR LA EXPRESION POSTFIJA: usar una pila para mantener los resultados intermedios cuando se evala la expresin en notacin posfijo.


REGLAS PARA CONVERTIR EXPRESION INFIJA A POSTFIJA

Se crea un string resultado donde se almacena la expresin en postfijo.1.- Los operandos se agregan directamente al resultado2.- Un parntesis izquierdo se mete a la pila y tiene prioridad o precedencia

cero (0).3.- Un parntesis derecho saca los elementos de la pila y los agrega al

resultado hasta sacar un parntesis izquierdo.4.- Los operadores se insertan o sacan de la pila segn el condicin.

a) Si pila vaca entonces insertar operador actual.b) Si el operador en el tope de pila tiene menor precedencia que el actual

entonces insertar operador actual.c) Si el operador en el tope tiene mayor precedencia que el actual, entonces

sacar para agregar al resultado. La operacin se repite hasta encontrarun operador con menor precedencia o la pila este vaca. El operadoractual se inserta en la pila.

5.- Cuando se termina de procesar la cadena que contiene la expresin infijo sevaca la pila pasando los elementos al resultado.

Precedencia de operadores idnticos


El carcter + de la entrada tiene menor precedencia que el de la pila

El carcter de la entrada tiene menor precedencia que el de la pila

ExpresinInfijo

ExpresinPosfijo

Precedencia


Ejemplos: infijo a posfijo

Ejemplos: infijo a postfijo

Convertir las siguientes expresiones infijas a postfijo

A +B*C-DA * ((B-C) / 2)

((X-Z)*(Y+W))/X+Y


Ejemplos: infijo a posfijo

Convertir las siguientes expresiones infijas a posfijo

A +B*C-D ABC*+D-A * ((B-C) / 2) ABC- 2 / *

((X-Z)*(Y+W))/X+Y XZ-YW+*X/Y+


Bosquejo de un Algoritmo para EVALUAR UNA EXPRESION POSTFIJA

Recorrer la expresion de izquierda a derecha1. Si es un operando

1. almacenar el valor en la pila de valores2. Si es un operador:

1. Obtener dos operandos de la pila de valores2. Aplicar el operador3. Almacenar el resultado en la pila de valores

Al finalizar el recorrido, el resultado estar en la pila de valoresU1. Estructuras de datos linealesDra. Laura Cruz Reyes

Evaluacin de una expresin posfijo


Las pilas pueden ser usadas para implementar la recursin en programas.

Una funcin o procedimiento recursivo es aquel que se llama a si mismo.

Ejemplos: Factorial Nmeros de Fibonacci Torres de Hanoi Algoritmos de Ordenamiento de datos

Aplicaciones de PilasFunciones Recursivas


Aplicaciones de PilasRecursion

// Funcion factorialpublic static int factorial(int n) {

if (n

Aplicaciones de PilasRecursion

// Funcion fibonaccipublic static int fib(int n) {

if (n==1) return 0;else if (n==2) return 1;

else return fib(n-1)+fib(n-2);}


Las pilas son requeridas para implementar el control de flujo de ejecucin de un programa con subprogramas (funciones, procedimientos o mtodos). Subprogramas recursivos o no recursivos Existen llamadas a ejecucin de subprogramas. Un subprograma se ejecuta completamente

antes de retornar al punto donde fue llamado.

Aplicaciones de PilasControl de secuencia de programas.



// Programa Principalclass Principal{

public static void proceso1(){System.out.println(proceso1);proceso2();

}public static void proceso2(){System.out.println(proceso2);

}public static void main(String[] args){

proceso1();proceso2();

}}

Cual es la salida de este

programa?

Control de secuencia de programas.


Clase Stack en Java

java.util Class Stackjava.lang.Object

java.util.AbstractCollection java.util.AbstractList

java.util.Vector java.util.Stack

All Implemented Interfaces:Serializable, Cloneable, Iterable, Collection, List, RandomAccess

La clase Stack representa una pila de objetos donde el ltimo en entrar es el primero en salir (LIFO). Extiende la clase Vector con 5 operaciones bsicas.


Method Summary

boolean

empty()Tests if this stack is empty.

E peek()Looks at the object at the top of this stack without removing it

from the stack.E pop()

Removes the object at the top of this stack and returns that object as the value of this function.

E push(E item)Pushes an item onto the top of this stack.

int search(Object o)Returns the 1-based position where an object is on this stack.


COLAS

Definicion. Es una lista lineal de elementos en la que lasoperaciones de insertar y eliminar se realizan en diferentesextremos de la cola.Trabajan con filosofa FIFO ( First In - First out), el primerelemento en entrar es el primer elemento en salir.

Ejemplos:

Cola de automviles esperando servicio en una gasolineraCola de clientes en una ventanilla del banco para pagar un servicioCola de programas en espera de ser ejecutados por una computadora.


TIPOS DE COLAS

Cola simple: Estructura lineal donde los elementos salen en el mismo orden en que llegan.

Cola circular: Representacin lgica de una cola simple en un arreglo.

Cola de Prioridades: Estructura lineal en la cual loselementos se insertan en una posicin de la cola, tal queconserve una relacin de mayor a menor prioridad, y seremueven solamente por el frente.

Cola Doble (Bicola): Estructura lineal en la que los elementosse pueden aadir o quitar por cualquier extremo de la cola(cola bidireccional).


Operaciones bsicas en Colas Simples

enqueue (Insertar). Almacena al final de la cola el elementoque se recibe como paramtro.

dequeue (eliminar). Saca de la cola el elemento que seencuentra al frente.

isEmpty (estaVaca). Regresa un valor booleano indicando sila cola tiene o no elementos (true si la cola esta vacia,false si la cola tiene al menos un elemento).


Operaciones:

A

BA

A B C

B C

B C D

C D

1. enqueue A (insertar A)

2. enqueue B (insertar B)

Estado de la cola:

3. enqueue C (insertar C)

4. dequeue (eliminar)

5. enqueue D (insertar D)

6. dequeue (eliminar)

Inicio: Cola Vaca


Implementacin de Colas

Arreglo con frente fijo. con frente movible. circular.

Listas ligadas


Las colas pueden ser representadas en arreglos deuna dimensin (vector) manteniendo dos variablesque indiquen el FRENTE (front) y FINAL (back)de los elementos de la cola.

A F S D Z

front (frente) back (final)

0 1 2 3 4 5

Representacin usando arreglos


Cuando la cola esta vaca las variables delimitadoras sefijan a front = 0 y back =-1 y no es posible removerelementos.

Cuando la cola esta llena ( front = 0 y back = n-1) noes posible insertar elementos nuevos a la cola.

Cuando se remueven elementos el front puedeincrementarse para apuntar al siguiente elemento de lacola (implementacin con frente mvil) o los elementosen la cola pueden desplazarse una posicin adelante(implementacin con frente fijo)

Recuperacin de espacio: En la implementacin confrente movil, cuando no hay espacios libres al final delarreglo los elementos pueden ser desplazados paradesocupar posiciones en un extremo del arreglo o sepuede manejar una estructura circular.


Ejemplo: Suponer que usamos un arreglo de 5 posiciones. Usando la representacin de frente fijo y frente movible.

A B Cfront

back

Al remover un elemento:

B C

front back

B C

front back

Frente fijo Frente movible


Insertar elemento D:

B C D

front back

B C

front back

B C

front back

B C D

front back


Frente fijo Frente movible

Insertar elemento E:

B C D E

front back

Insertar elemento F:

Insertar elemento G:

B C D E

front back

B C D E F

front back

B C D E F

front back


Cola llena!!!!

a) Generar Error

b) Duplicar el tamao del vector

Frente movibleFrente fijo

Cola Circular

Es una representacin lgica de la cola en un arreglo.

El front y back son movibles.

Cuando el front o backllegan al extremo se regresan a la primera posicin del arreglo.

C D E

front back

F C D E

frontback

C D

front back

B C D

front back

Remover

Insertar E

Insertar F

Cola inicial


Cola Circular

F C D E

frontback

0 1 2 3 4


E

DC

F

front

back

0

1

23

4

Aritmtica modular: a) if (++back == theArray.length) back = 0;b) (++back) % theArray.length //operador mdulo

Representacin de colas: Usando memoria esttica: arreglos con tamao fijo yfrente fijo o movible o representacin circular.

Usando memoria dinmica: Listas ligadas.

B C D E Ffront

back

0 1 2 3 4

B C D

front

back

E F


8 2 300 1 40

Implementacin de Cola Circular con Arreglos


Operacin bsica Funcin

enqueue( ) Inserta elemento por el frente de la cola

dequeue( ) quitar el elemento ubicado en la parte trasera de la cola

getfront( ) Recuperar elemento del frente

isEmpty() Verificar si la cola tiene elementos

makeEmpty() Vaciar la cola

doubleArray()* Doblar el tamao de la cola

*Es operacin auxiliar

Interfaz para una cola genricapackage DataStructures;public interface Queue{

void enqueue (Object x);Object getFront (); //Object dequeue ();boolean isEmpty ();void makeEmpty ();

}U1. Estructuras de datos linealesDra. Laura Cruz Reyes

Implementacin de una cola circular usando el tipo Object



public class ArrayQueue implements Queue {

private Object [] theArray;private int currentSize;private int front;private int back;private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;

public ArrayQueue () //Construct the queue.{ theArray = new Object[DEFAULT_CAPACITY];

makeEmpty ();}

// Return true if queue is empty, false otherwise.public boolean isEmpty () {. }

public Object dequeue (){ }

public void enqueue (Object x){. }

public Object getFront (){.}

private int increment (int x){. }

//Make the queue logically public void makeEmpty () empty.

{. }

private void doubleQueue (){. }

}


public void enqueue (Object x){. }

public Object dequeue (){ }

public void enqueue (Object x){

if (currentSize == theArray.length)doubleQueue ();

back = increment (back);theArray [back] = x;currentSize++;

}

// Return and remove the least recently inserted item//Throws UnderflowException if the queue is empty.

public Object dequeue (){

if (isEmpty ())throw new UnderflowException ("ArrayQueue

dequeue");currentSize--;Object returnValue = theArray [front];front = increment (front);return returnValue;

}

Implementacin de una cola circular usando Object


//Get the first inserted item.//Throws UnderflowException if empty.

public Object getFront (){.}

private int increment (int x){. }

//Get the first inserted item//Throws UnderflowException if empty.

public Object getFront (){

if (isEmpty ())throw new UnderflowException

("ArrayQueue getFront");return theArray [front];

}

private int increment (int x){

if (++x == theArray.length)x = 0;

return x;}



//Make the queue logically public void makeEmpty () empty.

{. }

// True if queue is empty, false otherwise.public boolean isEmpty () {. }

//Make the queue logically empty.

public void makeEmpty (){

currentSize = 0;front = 0;back = -1;

}

// Return true if queue is empty, false otherwise.

public boolean isEmpty () {

return currentSize == 0;}



/private void doubleQueue ()

{. }

//Internal method to expand theArray.

private void doubleQueue (){

Object [] newArray;newArray = new Object [theArray.length * 2];

// Copy elements that are logically in the queuefor (int i = 0 ; i < currentSize ; i++,

front = increment (front))newArray [i] = theArray [front];

theArray = newArray;front = 0;back = currentSize - 1;

}


Implementacin de una cola circular usando el tipo generics



public interface Queue {

public boolean isEmpty ();

public void makeEmpty ();

public Edequeue ();

public E getFront ();

public void enqueue (E x)}

Implementacin de una cola circular usando el tipo generics



public class ArrayQueue T implements Queue

Implementacin de Cola Circular con Arreglos


Operacin bsica

Funcin Complejidad

enqueue( ) Inserta elemento por el frente de la cola

O(1)

dequeue( ) quitar el elemento ubicado en la parte trasera de a cola

O(1)

getfront( ) Recuperar elemento delfrente

O(1)

isEmpty() Verificar si la cola tiene elementos

O(1)

makeEmpty() Vaciar la cola O(1)

doubleArray()* Doblar el tamao de la cola O(n)

*Es operacin auxiliar

Colas en Java

Java contiene la definicin de interfaces y clases para el manejo de colas.

Las colas son una coleccin de elementos diseadas para almacenar elementos que esperan ser procesados.

Java contiene una interfase parametrizada Queue y varias clases que que la implementan, entre ellas PriorityQueue


Colas en Java

public interface Queue extends Collection { E element(); boolean offer(E o); E peek(); E poll(); E remove();

} U1. Estructuras de datos linealesDra. Laura Cruz Reyes

Method SummaryE element()

Retrieves, but does not remove, the head of this queue, it throws an exception if this queue is empty..

boolean

offer(E o)Inserts the specified element into this queue, if possible.

E peek()Retrieves, but does not remove, the head of this queue, returning null if this queue is

empty.

Epoll()

Retrieves and removes the head of this queue, or null if this queue is empty.

E remove()Retrieves and removes the head of this queue.


Una lista es una coleccin lineal de elementos donde el orden delos mismos se establece mediante enlaces.


LISTAS ENLAZADAS

LISTAS ENLAZADAS

1. Simples (con enlace simple)

2. Dobles (con enlace doble)

3. Circulares (el ltimo enlaza al primero)

4. Listas con iteradores (desplazador entre elementos)


Existe un elemento llamado header que apunta al primerelemento de la lista. Al principio header apunta a null

Cada nodo contiene un campo de enlace next que apunta alsiguiente elemento.

El ltimo elemento de la lista en su campo next apunta a null.


LISTAS ENLAZADAS SIMPLES

*Lista enlazada de 0 elementos

header

* Lista enlazada de 4 elementos

element next

header


Opcionalmente puede existir un elemento llamado tailer queapunta al ultimo elemento de la lista.

Al principio tailer apunta a null


LISTAS ENLAZADAS SIMPLES

*Lista enlazada de 0 elementos

header

* Lista enlazada de 4 elementos

element next

header


tailertailer

AddFirst: Agrega un elemento al principio de la lista. AddLast: Agrega un elemento al final de la lista. removeFirst: Retira el primer elemento de la lista removeLast: Retira el primer elemento de la lista

Operaciones con Listas Simples


header Enith Adrian Omar Pedro

tailer

Los nodos de las listas simples

Un nodo se divide en 2 partes: element: Contiene la informacin del elemento. next: Contiene la direccin del siguiente nodo de la lista.

element next

Node

public class Node{// atributosprivate Object element;private Node next;

// el constructor de nodospublic Node (Object e, Node n){

element = e;next = n;

}}


Los nodos de las listas simples

Un nodo se divide en 2 partes: element: Contiene la informacin del elemento. next: Contiene la direccin del siguiente nodo de la lista.

element next

Node

public class Node{// atributosprivate E element;private Node next;

// el constructor de nodospublic Node (E e, Node n){


}}


Implementacin de la clase Node


public class Node{// atributosprivate Object element;private Node next;

// el constructor de nodospublic Node (Object e, Node n){


}

Public Object getElement(){return element;}

Public Node getNext(){return next;}

Public Object setElement(Object newElement){element = newElement;}

Public Node setNext(Node newNext){next = newNext;}}

public class Node {

private E element;private Node next;

public Node(E e, Node n){element=e;next=n;}

public void setElement(E e){element=e;}

public void setNext(Node n){next=n;}

public E getElement(){ return element;}

public Node getNext(){ return next;}}

Implementacin de una Lista Encadenada Simplepublic class SLinkedList{

public SLinkedList() {header = null;tailer = null;size = 0;

}

// update and search methods would go here

protected Node header;protected Node tailerprotected long size;

}

public class SLinkedList {

public SLinkedList() {header = null;tailer = null;size = 0;

}

// update and search methods would go here

protected Node header;protected Node tailerprotected long size;

}


LISTAS ENLAZADAS CON CABECERA

Es una lista enlazada que contiene un nodo especial llamadonodo cabecera (nodo de sacrificio) que se encuentra alinicio (y opcionalmente al final) de la misma.

Un NODO CABECERA es un nodo especial que no contieneinformacin, solo se utiliza para indicar el inicio/fin de los elementosde la lista.

La utilizacin de un nodo cabecera en listas enlazadaspermiten que la implementacin de los mtodos de inserciny eliminacin sea ms sencilla, ya que evitan tratar deforma explcita los casos especiales (insertar al inicio oeliminar el primer elemento). Sin embargo, requieren de unnodo extra en la lista (el nodo cabecera).


TIPOS DE LISTA ENLAZADA CON CABECERA:

1)LISTA SIMPLE CON CABECERA Y TIERRAEs una lista enlazada con cabecera, donde el apuntador del ltimo nodo contiene nulo.

2)LISTA CIRCULAR CON CABECERAEs una lista enlazada con cabecera, donde el ltimo nodo contiene un apuntador hacia la cabecera.

2)LISTA DOBLE CON CABECERAEs una lista enlazada con cabecera, donde cada nodo contiene un apuntador a los nodos siguiente y previo.


Representacin

1. Lista simple c/cabecera y tierra:

header

Nodo cabecera

2. Lista circular c/cabecera:

header

Nodo cabecera


Representacin

3. Lista doble c/cabecera:


header tailer

LISTAS DOBLESEn una lista doble cada node (Node) contiene dos campos deenlace: uno al elemento anterior (prev) y otro al elementosiguiente (next) de la lista.

Estructura del Nodo:prev element next


public class DNode{// atributosprivate Object element;private Node next;private Node prev;

// el constructor de nodospublic DNode (Object e, Node n, Node p){

element = e;next = n;prev=p;

}}

LISTAS DOBLESEn una lista doble cada node (Node) contiene dos campos deenlace: uno al elemento anterior (prev) y otro al elementosiguiente (next) de la lista.

Estructura del Nodo:prev element next


public class Dnode {// atributosprivate E element;private Node next;private Node prev;

// el constructor de nodospublic DNode (E e, Node n, Node p){

element = e;next = n;prev=p;

}}

Ejemplos sin cabecera

header = tailer =Lista Vaca

Lista con un solo elemento

header A B C

Lista con tres elementos

header A

tailer

tailerU1. Estructuras de datos linealesDra. Laura Cruz Reyes

Ejemplos con cabeceraLista Vaca

Lista con tres elementos


header

A B C

tailer

header tailer

Iteradores

Patrn de diseo abstracto para desplazarse en una coleccin de elementos, uno a la vez.

Encapsula el concepto de lugar y siguiente hasNext()-verifica si existe un siguiente elemento next()-recupera el elemento actual y se desplaza al siguiente

Iteradores de java java.util.iterator : interfaz para iteradores java.util.scanner: clase que implementa iteradores para

lectura de datos


Implementacin de Iteradores

1. Utilizando operaciones bsicas de listas2. Hacienda pblica la clase Node3. Con un arreglo de iteradores declarados en

la clase lista4. Con una clase iterador


Implementacin de IteradoresCon operaciones bsicas de listas: costosa

main//copiar elementos de la lista lst a un arreglo---O(n)

for i=1 to lst.size()e[i]= lst.getLast() lst.removeLast()lst.addFirst(e)

//next----------------------------------------------O(1)return e[i++]

//hasNext------------------------------------------O(1)return i> lst.size()


Implementacin de IteradoresHaciendo pblica la clase nodo: no encapsula

mainLinkedList lst = new DlinkesList ( );DNode p= new DNode(null, null. null);p=lst.Zeroth();while(lst.hasNext(p)){

s +=lst.Next(p) ; if (lst.hasNext(p);

s +=,;}System.out.println (s)


Implementacin de IteradoresCon un arreglo de iteradores declarados en la clase lista: desperdicio de memoria


public class DLinkedList implements LinkedList {

private DNode header;private DNode tailer;private DNode [ ] iter;privated int size;

public void hasNext(int i){..}..

}

MainLinkedList lst =

new DLinkesList ( );while(lst.hasNext(1)){

s +=lst.Next(1) ; if (lst.hasNext(1);s +=,;

}System.out.println (s);

Implementacin de IteradoresCon una clase iteradora: diseo abstracto eficiente O(1)


Main..LinkedList lst =

new DLinkesList ( );DLinkedListIterator itr=lst.iterator( );while(it.hasNext()){

s +=it.Next() ; if (it.hasNext();s +=,;

}System.out.println (s);..


public class DLinkedList{

public DLinkedListIterator iterator( ){return new

LinkedListIterator( header);

private class DLinkedListIterator{

DNode current;

public LinkedListIterator (DNode n) {{ current= n; }

private static class DNode {]

}

Implementacin de Lista Encadenadasoperaciones con el iterador


nodo publico Iterador *(nodo privado)

Funcin Complejidad

add(p,e ) add(e ) Agrega el elemento e en la posicin actual O(1)

hasNext(p ) hasNext( ) Verifica si existe un elemente despus de la posicin actual

O(1)

hasPrevious (p) hasPrevious () Verifica si existe un elemente previo a la posicin actual

O(1)

previous(p) previous() Regresa el elemento e anterior a la posicin actual y fija esa posicin como la actual

O(1)

next(p) next() Regresa el elemento e posterior a la posicin actual y fija esa posicin como la actual

O(1)

nextIndex() nextIndex() Regresa el ndice del siguiente elemento O(n)

previousIndex() previousIndex() Regresa el ndice del elemento previo O(n)

set(p,e) set(e) Reemplaza el elemento regresado por las operaciones next o previous con e

O(1)

remove(p) Remove() Remueve el elemento regresado por las operaciones next o previous con e

O(1)

Implementacin de Listas Encadenadas operaciones con la lista


nodo publico Iterador *(nodo privado)

Funcin Complejidad

size(e ) size(e ) Regresa el tamao de la lista O(1)

isEmpty( ) isEmpty( ) Verifica si la lista est vaca O(1)

get (i) get (i) Regresa el elemento en la posicin i O(1)

set(i,e) set(i,e) Modifica el elemento en la posicin i con e O(1)

add(i,e) add(i,e) Inserta el elemento e en la posicin i O(1)

addFirst(e) addFirst(e) Inserta el elemento e en la primera posicin O(1)

addLast() addLast() Inserta el elemento e en la ltima posicin O(1)

*Operaciones sobre la lista

La interfase List de Java

java.util Interface List

All Superinterfaces:Collection, Iterable

All Known Implementing Classes:AbstractList, AbstractSequentialList, ArrayList,

AttributeList, CopyOnWriteArrayList, LinkedList, RoleList, RoleUnresolvedList, Stack, Vector


La clase LinkedList en Java

java.util Class LinkedListjava.lang.Object

java.util.AbstractCollection java.util.AbstractList

java.util.AbstractSequentialList java.util.LinkedList

Type Parameters:E - the type of elements held in this collection

All Implemented Interfaces:Serializable, Cloneable, Iterable, Collection, List, Queue


Estructuras de Datos LinealesTipo de Dato abstracto (TDA) Abstract Data Type (ADT)Tipos de Estructuras de DatosNmero de diapositiva 4Nmero de diapositiva 5Estructuras LinealesOperaciones Bsicas en Estructuras LinealesPILASOPERACIONES BASICAS CON PILASNmero de diapositiva 10Nmero de diapositiva 11Implementacin de Pilas con ArreglosInterfaz para una pila de datos genricaImplementacin usando un arreglo de objetosImplementacin usando un arreglo de objetosImplementacin usando un arreglo de objetosImplementacin de Pilas con ArreglosImplementacin usando la clase VectorNmero de diapositiva 19Nmero de diapositiva 20Nmero de diapositiva 21PASOS PARA EVALUAR UNA EXPRESIONREGLAS PARA CONVERTIR EXPRESION INFIJA A POSTFIJAPrecedencia de operadores idnticosEjemplos: infijo a posfijoEjemplos: infijo a postfijoEjemplos: infijo a posfijoBosquejo de un Algoritmo para EVALUAR UNA EXPRESION POSTFIJAEvaluacin de una expresin posfijoNmero de diapositiva 30Nmero de diapositiva 31Nmero de diapositiva 32Nmero de diapositiva 33Nmero de diapositiva 34Clase Stack en JavaNmero de diapositiva 36COLASNmero de diapositiva 38Operaciones bsicas en Colas SimplesNmero de diapositiva 40Implementacin de ColasNmero de diapositiva 42Nmero de diapositiva 43Nmero de diapositiva 44Nmero de diapositiva 45Nmero de diapositiva 46Cola CircularCola CircularNmero de diapositiva 49Implementacin de Cola Circular con ArreglosNmero de diapositiva 51Nmero de diapositiva 52Nmero de diapositiva 53Nmero de diapositiva 54Nmero de diapositiva 55Nmero de diapositiva 56Nmero de diapositiva 57Nmero de diapositiva 58Implementacin de Cola Circular con ArreglosColas en JavaColas en JavaNmero de diapositiva 62LISTAS ENLAZADASLISTAS ENLAZADASLISTAS ENLAZADAS SIMPLESLISTAS ENLAZADAS SIMPLESNmero de diapositiva 67Los nodos de las listas simplesLos nodos de las listas simplesImplementacin de la clase NodeImplementacin de una Lista Encadenada SimpleLISTAS ENLAZADAS CON CABECERATIPOS DE LISTA ENLAZADA CON CABECERA:Nmero de diapositiva 74Nmero de diapositiva 75LISTAS DOBLESLISTAS DOBLESNmero de diapositiva 78Nmero de diapositiva 79IteradoresImplementacin de IteradoresImplementacin de IteradoresImplementacin de IteradoresImplementacin de IteradoresImplementacin de IteradoresImplementacin de Lista Encadenadasoperaciones con el iteradorImplementacin de Listas Encadenadas operaciones con la listaLa interfase List de JavaLa clase LinkedList en Java

2 ED Lineales

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