Estructura de Datos En C++

Dr. Romeo Sánchez Nigenda.E-mail: romeo.sanchez@gmail.comhttp://yalma.fime.uanl.mx/~romeo/Oficina: 1er. Piso del CIDET. Oficina con Dr. Oscar ChacónHoras de Tutoría: 10am-11am Martes y Jueves, 3:30pm-4:30pm Miércoles, 2:00pm-4:00pm Viernes.

Website: http://yalma.fime.uanl.mx/~romeo/ED/2011/Sesiones: 48

* Slides aumentados con información de Dr Roger Ríos.

Objetivo General: Conocerá y manejará las estructuras internas de información

Temario:

1. Conceptos Básicos2. La Pila3. Colas4. Recursión5. Listas6. Árboles7. Ordenamiento8. Búsqueda9. Administración de Almacenamiento

Total a calificar: 110 puntos.

40% Tareas30% Examen Parcial30% Examen Final10% Participación

Material de apoyo:Estructura de Datos con C y C++. Yedidyah Langsam, Moshe J. Augenstein, Aaron M. Tenenbaum, Brooklyn CollegeSegunda Edición, Prentice-Hall.

Algorithms. Third Edition.Parts 1-4, Fundamentals Data Structures Sorting SearchingRobert Sedgewick.

Estructura de Datos. Román Martínez, Elda Quiroga.Thomson Learning.

Cualquier libro de Estructura de Datos!

Software:Compiladores GCC (GNU Compiler Collection)

IDEs (Integrated Development Environment):http://www.eclipse.org/downloads/http://kdevelop.org/ http://www.bloodshed.net/devcpp.html

1. Conceptos Básicos

Objetivo: Se conocerá el concepto de las estructuras de datos, como se almacena la información, y las estructuras de datos fundamentales utilizadas en la computadora.

Temario: ◦ Definición del término Estructura de Datos.◦ Definición y especificación lógica de un TDA◦ Arreglos◦ Registros◦ Conjuntos

ArreglosDefiniciones

◦ Unidimensional: Conjunto finito y ordenado de elementos homogéneos

◦ Elementos de igual tamaño almacenados linealmente en posiciones de memoria consecutivas

El nombre del arreglo es visto como un puntero al primer elemento del arreglo

Operaciones Básicas◦ Extracción: Función que toma un arreglo a y un

índice i, y retorna un elemento del arreglo: int x = a[i];

◦ Almacenamiento: Acepta un arreglo a, un índice i, y un elemento x, y asigna a[i] = x;

ArreglosDeclaración

◦ Tipo NombreArray [NúmeroElementos]◦ Ejemplos:

float salarios[5]; char alfabet[30]; [0] [1] [2] [3]

[4]

Inicialización◦ Por defecto: Cuando son creados, se aplica solamente

a arreglos globales y estáticos◦ Explícita: Cuando son creados, suministrando datos de

iniciación◦ En ejecución: Durante ejecución, cuando se asignan o

copian datos al arreglo.◦ Ejemplos

double scores[5] = {5.5, 6.7, 9.8, 10.0, 8.7}; int estado[3] = {-1, 0, 1}; char alfabeto[] = {‘a’, ‘b’, ‘c’, ‘d’, ‘e’, ‘f’, ‘\0’}; char vocales[10] = {‘a’, ’e’, ‘i’, ‘o’, ‘u’,’\0’};

El nombre del arreglo es la dirección de su primer elemento Ejemplos:

int v[50];

int *p;

p = v; // Equivalente a p = &v[0];

*p = 5; // Equivalente a v[0] = 5;

p = p + 5; // Equivalente a p = &v[5];

*p = 9; // Equivalente a v[5] = 9;

Arreglos

double x[40];int i;

for (i = 0; i < 40; i++) x[i] = 1.0;

for (i = 0; i < 40; i++) *(x + i) = 1.0;

double *p, x[40];int i;

p = x;for (i = 0; i < 40; i++) p[i] = 1.0;

for (i = 0; i < 40; i++) *(p + i) = 1.0;

for (i = 0; i < 40; i++, p++) *p = 1.0;

No existen Strings en C, es solamente un arreglo de caracteres

Ejemplo:Char *p = “ejemplo”; La variable puntero p obtiene la dirección del primer

elemento en el arreglo (e). El compilador coloca un carácter null al final del arreglo

Arreglos

int string_length(char* x) { int l = 0; if (!x) return 0;

while (*x != 0) { x++; l++; }

return l;}

int string_length(char* x) { int l = 0; if (!x) return 0;

while (*(x++)) l++;

return l;}

Arreglos Multidimensionales Por dimensión entendemos como el número de índices

utilizados para referirse a un elemento particular en el arreglo.

Bidimensional: Type ArrayName[numFilas][numColumnas]

Ejemplo:

int miarray[3][5];Column

a0

Columna1

Columna2

Columna3

Columna4

Fila 0Fila 1Fila 2

miarray[1][2]

Inicializamos el array:int fila, columna;for(fila = 0; fila < numFilas; fila++) for(columna = 0; columna<numColumnas; columna++)

miarray[fila][columna] = 0;

[0][0]

[0][1]

[0][2]

[0][3]

[0][4]

[1][0]

[1][1]

[1][2]

…

…

[Filas-1][Cols-1]

En memoria

A través de punteros:

Arreglos Multidimensionales

[0][0]

[0][1]

[0][2]

[0][3]

[0][4]

[1][0]

[1][1]

[1][2]

…

…

[Filas-1][Cols-1]

int miarray[3][5]

int *p = *myarray;for(int fila=0;fila<3;fila++) for(int col=0;col<5;col++)

*(p + 5*fila + col) = 0;

int (*nn)[5] = ia;for (int pn=0;pn<15;pn++){ cout<<"ia: "<<*(*nn+pn)<<endl;}

int *myp = *ia;for (int pn=0;pn<15;pn++){ cout<<"ia: "<<*(myp+pn)<<endl;}

Registros (estructuras) en C/C++Un registro o estructura es un grupo de

componentes en el cual cada componente tiene su propio identificador, cada uno de los cuales se conoce como un elemento (campo) de la estructura

Es un grupo de variables (elementos) que pueden ser de diversos tipos sostenidas agrupadas en una sola unidad. La unidad es la estructura.

Definición general:struct type-name {elementos};

Ejemplo:struct {

char sexo;char primernombre[10];char apellido[15];

} minombre;

La definición crea una variable minombre de tipo estructura con 3 campos

La definición por sí misma no genera asignación de memoria, ésta se da únicamente cuando variables del tipo de la estructura son instanciadas

Registros (estructuras) en C/C++

Podemos usar etiquetas, y declarar variables usando la etiqueta:

struct tiponombre{char sexo;char primernombre[10];char apellido[30];

};struct tiponombre minombre, tunombre;

typedef struct{ char sexo;char primernombre[10];char apellido[30];

} TIPONOMBRE;TIPONOMBRE minombre, tunombre;

Registros (estructuras) en C/C++

Para acceder a los elementos de una estructura, usamos la variable y el nombre del elemento separados por el operador de punto:

cout<<“Apellido: “<<minombre.apellido;

Para almacenar valores:minombre.sexo = ‘M’;

//Usamos índices en elementos arreglofor (int i=0;i<30;i++)

tunombre.apellido[i] = minombre.apellido[i] ;

Registros (estructuras) en C/C++

Puede declararse que un elemento de una estructura sea otra estructura:

typedef struct{ char calle[30];

int num;char ciudad [10];char estado [3];char cpostal [6];

} TIPODIRECCION;

typedef struct{TIPONOMBRE alumnonombre;TIPODIRECCION alumnodireccion;

} TIPOALUMNO;

TIPOALUMNO alumno_x;

Como accesar al valor de calle a través de la variable alumno_x?

Registros (estructuras) en C/C++

Ejemplosmain(){

struct tiponombre x; //x es una instancia de tiponombrestruct tiponombre* y; //y es un puntero a una instancia de tiponombrex.sexo = ‘M’;y = &x; //y apunta a la dirección de la estructura xy ->sexo = ‘f’; //Igual a x.sexo = ‘f’;

}

Como implementaria un conjunto de estructuras?struct tiponombre nombres[5];TIPONOMBRE nombres[5];typedef struct{

TIPOALUMNO alumno; RECORDS * palumno;

} RECORDS;

Registros (estructuras) en C/C++

UnionesLa Union permite que una

variable se interprete de formas distintas

#define VIDA 1#define AUTO 2#define CASA 3struct addr{

int num;char calle[30];…;

}struct seguro{

int segnumero;char nombre[50];struct addr direccion;int cantidad;float premium;int clase;

union{ struct{

char beneficiario [50]; } vida; struct{

int deducible;char licencia [20];char modelo[20];int año;

} auto; struct{

int deduciblecasa;int añoconstruccion;

} casa;} seguroinfo;}

Válido referirse a los elementos comunes de la estructura:

struct seguro p; p.segnumero;

Los elementos de la Union dependerán de la lógica de programación

If (p.clase == VIDA)cout<<“Beneficiario: <<p.seguroinfo.vida.beneficiario;

else if (p.clase == AUTO)cout<<“Licencia: <<p.seguroinfo.auto.licencia;

else if (p.clase == CASA)cout<<“Deducible: <<p.seguroinfo.casa.deduciblecasa;

elsecout<<“Opción no válida!”;

◦ Entonces un arreglo declarado como: struct seguro [100]; podría contener tipos diferentes de seguros durante ejecución.

Uniones

Estructuras como parámetrosPor referencia

. . .struct seguro poliza;

imprime_poliza(&poliza);

void imprime_poliza(struct seguro * mipoliza){cout<<“Número de Póliza: <<mipoliza-

>numseguro;….if(mipoliza->clase == VIDA){

cout<<mipoliza->seguroinfo.vida.beneficiario;

}…

}