Estructuras de Datos y Algoritmos Tema 3. Listas, pilas y colas

Contenidos Estructuras de Datos y Algoritmos 1 • Listas • Pilas • Colas Tema 3. Listas, pilas y colas Iván Cantador David Vallet, José R. Dorrons

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Contenidos

Estructuras de Datos y Algoritmos

1

• Listas • Pilas • Colas

Tema 3. Listas, pilas y colas

Iván Cantador David Vallet, José R. Dorronsoro Escuela Politécnica Superior

Universidad Autónoma de Madrid

Contenidos

Estructura de Datos y Algoritmos Escuela Politécnica Superior Universidad Autónoma de Madrid

2

Listas. Definición

3

• Colección secuencial de objetos donde: • Todos menos uno tienen un objeto siguiente • Todos menos uno tienen un objeto anterior

• Listas • Pilas • Colas

• Permite la representación secuencial ordenada de cualquier objeto • Insertando o extrayendo objetos del principio/final • Insertando o extrayendo objetos en cualquier punto

• Puede entenderse como una meta-EdD más que como un TAD • e.g. pilas, colas, colas de prioridad, etc. Estructura de Datos y Algoritmos Escuela Politécnica Superior Universidad Autónoma de Madrid

Estructura de Datos y Algoritmos Escuela Politécnica Superior Universidad Autónoma de Madrid

Listas. Funciones primitivas

4

Listas. Estructura de datos: array

5

• Opción 1: tabla/array de elementos • Funciones primitivas básicas

T=

status listaInicializar(Lista L) boolean listaVacia(Lista L) status listaInsertarIni(Lista L, generic e) status listaExtraerIni(Lista L, generic e) status listaInsertarFin(Lista L, generic e) status listaExtraerFin(Lista L, generic e)

0 // // // //

Inserta al Extrae del Inserta al Extrae del

inicio inicio final final

1

2

3

siguiente(T[i]) ≡ T[i + 1]; anterior(T[i])≡ T[i – 1] • Ventajas - Fácil implementación - Memoria estática

• Inconvenientes

• … y otras

- Desperdicio de espacio - Ineficiencia al insertar en el inicio y posiciones intermedias: mover todos los elementos a la derecha una posición (solución: lista circular )

// Inserta el elemento e en la posicion pos d la lista L status listaInsertarPos(Lista L, generic e, int pos) // Inserta el elemento e en la lista L en orden status listaInsertarOrden(Lista L, generic e) ...

… inserción

106

0

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Listas. Estructura de datos: lista enlazada (LE) 6

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Listas. Estructura de datos: LE estática • Estructura estática para LE

• Opción 2: Lista Enlazada (LE)

• Tabla de nodos

• Listas de nodos • Nodo

0

- Campo info: contiene el objeto/dato a guardar - Campo next: apunta al siguiente nodo de la lista

i= 1

1

n= 4

2

n= 6

3 4

n= 2

5

info

next

• Lista enlazada: colección de nodos enlazados donde el último apunta a NULL y se tiene un puntero al nodo inicial

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6

n= -1

7

next • Ventajas: Memoria estática info • Desventajas: 1) Desperdicio de memoria, 2) Complejidad, e.g., ¿siguiente nodo libre? Estructura de Datos y Algoritmos Escuela Politécnica Superior Universidad Autónoma de Madrid

7

Listas. Estructura de datos: LE dinámica

8

Memoria dinámica

9

• Los nodos se crean/destruyen dinámicamente • Uso de memoria dinámica • Creación de nodo ≡ malloc • Liberación de nodo ≡ free

• Reserva de memoria: malloc void *malloc(size_t n)

• Liberación de memoria: free

• Ventajas

nodo

free(void *ptr)

• Sólo se tiene reservada la memoria que se necesita en cada momento • Se pueden albergar tantos elementos como la memoria disponible permita • Insertar/extraer nodos no requiere desplazamientos de memoria

• Realoje de memoria: realloc void *realloc(void *ptr, size_t n)

• Desventajas • Bueno para acceso secuencial; malo para acceso aleatorio Estructura de Datos y Algoritmos Escuela Politécnica Superior Universidad Autónoma de Madrid

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Implementación en C: estructura de datos

10

Implementación en C: creación de nodos • Creación de un nodo Nodo *crearNodo() { Nodo *pn = NULL; pn = (Nodo *) malloc(sizeof(Nodo)); if (pn==NULL) return NULL; pn->next = NULL; return pn; }

• Estructura de datos typedef struct { generic info; struct Nodo *next; } Nodo;

• Ejemplo de llamada

typedef struct _Nodo { generic info; struct _Nodo *next; } Nodo;

info

next

Nodo *n = NULL; n = crearNodo(); if (n == NULL){ // CdE }

llamada a crearNodo  n

crearNodo  pn

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memoria

11

Implementación en C: liberación de nodos

12

• Liberación de un nodo void liberarNodo( Nodo *pn ) { liberarInfo(pn); // Libera memoria en info si necesario free(pn); // Libera nodo pn = NULL; }

• Ejemplo de llamada Nodo *n = NULL; n= crearNodo(); if (n == NULL) { // CdE } liberarNodo(n);

llamada a liberarNodo

Implementación en C: lista enlazada

13

• Lista enlazada • Colección de nodos enlazados • El último nodo apunta a NULL • La lista es un puntero al nodo inicial

memoria lista

 n

• Tipo de dato Lista ≡ Puntero al nodo inicial typedef Nodo* Lista;

liberarNodo  pn Estructura de Datos y Algoritmos Escuela Politécnica Superior Universidad Autónoma de Madrid

Implementación en C: lista enlazada // Primitivas de Nodo Nodo *crearNodo() void liberarNodo(Nodo *pn) // Primitivas de Lista status listaInicializar(Lista *pl) boolean listaVacia(Lista *pl) status listaInsertarIni(Lista *pl, generic *x) status listaExtraerIni(Lista *pl, generic *x) status listaInsertarFin(Lista *pl, generic *x) status listaExtraerFin(Lista *pl, generic *x)

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14

Implementación en C: listaInicializar • Inicializar lista status listaInicializar(Lista *pl) { *pl = NULL; return OK; }

NULL

lista

typedef Nodo *Lista; status listaInicializar(Nodo **pl) { *pl = NULL; return OK; }

llamada a listaInicializar  l

• Ejemplo de llamada Lista l; listaInicializar(&l);  pl listaInicializar

Importante: para mayor legibilidad, en las implementaciones que siguen NO se realiza control de argumentos de entrada  ¡habría que hacerlo! Estructura de Datos y Algoritmos Escuela Politécnica Superior Universidad Autónoma de Madrid

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Implementación en C: listaVacia

16

Implementación en C: listaInsertarIni

17

• Idea • Lista vacía boolean listaVacia(Lista *pl) { if (*pl==NULL) return TRUE; return FALSE; }

1) Crear un nuevo nodo 2) Hacer que este nodo apunte al principio de la lista 3) El nuevo nodo es ahora el principio de la lista

NULL

lista

• Pseudocódigo status listaInsertarIni(Lista l, generic x) { Nodo n = crearNodo(); if (n==NULL) devolver ERROR;

• Ejemplo de llamada llamada a listaVacia

Lista l; ... if listaVacia(&l) { ... }

next(n) = l; info(n) = x; l = n; devolver OK;

 l listaVacia

l

}

 pl

3)

2)

l 1)

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Implementación en C: listaInsertarIni • Implementación

n Estructura de Datos y Algoritmos Escuela Politécnica Superior Universidad Autónoma de Madrid

18

Implementación en C: listaInsertarIni • Implementación

status listaInsertarIni(Lista *pl, generic *x) { Nodo *pn = NULL; pn = crearNodo(); if (pn==NULL) return ERROR; pn->next = *pl; pn->info = *x; *pl = pn; return OK;

pn->next = *pl; pn->info = *x; *pl = pn; return OK;

}

1

2

status listaInsertarIni(Lista *pl, generic *x) { Nodo *pn = NULL; pn = crearNodo(); if (pn==NULL) return ERROR;

llamada

e

}

 l

• Ejemplo de llamada listaInsertarIni

Lista l; Generic e; ... listaInsertarIni(&l, &x);

 x 2

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Estructura de Datos y Algoritmos Escuela Politécnica Superior Universidad Autónoma de Madrid

 pl 1

19

Implementación en C: listaInsertarIni

20

• Implementación

21

• Implementación

status listaInsertarIni(Lista *pl, generic *x) { Nodo *pn = NULL; 3 pn = crearNodo(); if (pn==NULL) return ERROR; pn->next = *pl; pn->info = *x; *pl = pn; return OK;

Implementación en C: listaInsertarIni

llamada

status listaInsertarIni(Lista *pl, generic *x) { Nodo *pn = NULL; pn = crearNodo(); if (pn==NULL) return ERROR;

4 pn->next = *pl; 5 pn->info = *x; e

}

*pl = pn; return OK;

 l

llamada

e

}

listaInsertarIni

 l

4

listaInsertarIni

 x

 pl

 x

 pl e

3

5

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Implementación en C: listaInsertarIni

Implementación en C: listaInsertarIni

23

• Alternativa implementación: uso de marcos

• Implementación

#define next(pn) (pn)->next #define info(pn) (pn)->info

status listaInsertarIni(Lista *pl, generic *x) { Nodo *pn = NULL; pn = crearNodo(); if (pn==NULL) return ERROR; pn->next = *pl; pn->info = *x; 6 *pl = pn; return OK;

22

llamada

e

}

status listaInsertarIni(Lista *pl, generic *x) { Nodo *pn = NULL; pn = crearNodo(); if (pn==NULL) return ERROR;

 l

next(pn) = *pl; info(pn) = *x; *pl = pn; return OK;

6 listaInsertarIni

 x

}

 pl e

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• Ventajas • Más parecido al pseudocódigo; más fácil de entender/manejar • Se puede hacer (más o menos) independiente de la EdD Estructura de Datos y Algoritmos Escuela Politécnica Superior Universidad Autónoma de Madrid

Implementación en C: listaInsertarIni

24

Implementación en C: listaExtraerIni

25

• Otro ejemplo de uso de macros #define info(A) A->info

• Si en el código encontramos info(abcde)  abcde->info • Si encontramos info(*ppn)  *ppn->info /* ¡Problema! ‘->’ se aplica antes */ • Solución: redefinir la macro como sigue:

• Implementar la función listaExtraerIni status listaExtraerIni(Lista *pl, generic *x)

#define info(A) (A)->info

Ahora: info(*ppn)  (*ppn)->info

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Implementación en C: listaExtraerIni

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26

Implementación en C: listaExtraerIni • Implementación

• Idea: 1) Devolver el campo info del primer nodo 2) Hacer que la lista apunte al siguiente nodo 3) Eliminar el primer nodo

status listaExtraerIni(Lista *pl, generic *x) { Nodo *pn = NULL; if (listaVacia(pl)==TRUE) return ERROR; pn = *pl; *pl = next(*pl); *x = info(*pl); liberarNodo(pn); return OK;

• Pseudocódigo status listaExtraerIni(Lista l, generic x) { if (listaVacia(l)) devolver ERROR; n = l; l = next(n) x = info(n) liberarNodo(n) liberarNodo l devolver OK; } 2)

/* ¡Ojo! Lista es Nodo** */

}

• Ejemplo de llamada Lista l; generic g; ... listaExtraerIni(&l, &g);

l x

1)

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27

Implementación en C: listaExtraerIni • Implementación

1

28

}

status listaExtraerIni(Lista *pl, generic *x) { Nodo *pn = NULL; if (listaVacia(pl)==TRUE) return ERROR;

/* ¡Ojo! Lista es Nodo** */

3 pn = *pl;

}

 l

g

listaExtraerIni

 x 2

llamada

 l

g

e

listaExtraerIni

 pl

 x

e

 pl

3

 pn

1

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Estructura de Datos y Algoritmos Escuela Politécnica Superior Universidad Autónoma de Madrid

Implementación en C: listaExtraerIni • Implementación

30

Implementación en C: listaExtraerIni • Implementación

status listaExtraerIni(Lista *pl, generic *x) { Nodo *pn = NULL; if (listaVacia(pl)==TRUE) return ERROR;

status listaExtraerIni(Lista *pl, generic *x) { Nodo *pn = NULL; if (listaVacia(pl)==TRUE) return ERROR;

/* ¡Ojo! Lista es Nodo** */

pn = *pl; *pl = next(*pl); 5 *x = info(*pl); liberarNodo(pn); return OK;

4 *pl = next(*pl); *x = info(*pl); liberarNodo(pn); return OK; }

/* ¡Ojo! Lista es Nodo** */

*pl = next(*pl); *x = info(*pl); liberarNodo(pn); return OK;

llamada

pn = *pl;

29

• Implementación

2

status listaExtraerIni(Lista *pl, generic *x) { Nodo *pn = NULL; if (listaVacia(pl)==TRUE) return ERROR; pn = *pl; *pl = next(*pl); *x = info(*pl); liberarNodo(pn); return OK;

Implementación en C: listaExtraerIni

4 }

llamada

 l

g

listaExtraerIni

 x

/* ¡Ojo! Lista es Nodo** */

5 llamada

e

 pl

listaExtraerIni

e g

 x

 l

 pl

 pn Estructura de Datos y Algoritmos Escuela Politécnica Superior Universidad Autónoma de Madrid

e

 pn Estructura de Datos y Algoritmos Escuela Politécnica Superior Universidad Autónoma de Madrid

31

Implementación en C: listaExtraerIni

32

• Implementación

}

33

• Implementación

status listaExtraerIni(Lista *pl, generic *x) { Nodo *pn = NULL; if (listaVacia(pl)==TRUE) return ERROR; pn = *pl; *pl = next(*pl); *x = info(*pl); 6 liberarNodo(pn); return OK;

Implementación en C: listaExtraerIni status listaExtraerIni(Lista *pl, generic *x) { Nodo *pn = NULL; if (listaVacia(pl)==TRUE) return ERROR;

/* ¡Ojo! Lista es Nodo** */

llamada

pn = *pl; *pl = next(*pl); *x = info(*pl); liberarNodo(pn); 7 return OK; }

e g

 l

/* ¡Ojo! Lista es Nodo** */

llamada

e

e g

 l

6 listaExtraerIni

 x

listaExtraerIni

 pl

 x

 pl

 pn Estructura de Datos y Algoritmos Escuela Politécnica Superior Universidad Autónoma de Madrid

Implementación en C: listaExtraerFin

Estructura de Datos y Algoritmos Escuela Politécnica Superior Universidad Autónoma de Madrid

34

Implementación en C: listaInsertarFin

35

• Idea: 1) Crear un nuevo nodo y asignar campo info

• Si lista vacía: 2) Asignar el nuevo nodo como primer nodo de la lista

• Si lista no vacía:

• Implementar la función listaInsertarFin

2) Recorrer la lista hasta encontrar el último nodo 3) Hacer que el último nodo apunte al nuevo nodo

status listaInsertarFin(Lista *pl, generic *x)

Lista vacía

Lista no vacía

l

l

3)

2)

l Estructura de Datos y Algoritmos Escuela Politécnica Superior Universidad Autónoma de Madrid

1)

l Estructura de Datos y Algoritmos Escuela Politécnica Superior Universidad Autónoma de Madrid

2)

1)

Implementación en C: listaInsertarFin

36

• Implementación

Implementación en C: listaInsertarFin • Implementación (lista vacía)

status listaInsertarFin(Lista *pl, generic *x) { Nodo *pn = NULL, *qn = NULL;

37

1 2

status listaInsertarFin(Lista *pl, generic *x) { Nodo *pn = NULL, *qn = NULL;

pn = crearNodo(); if (pn==NULL) return ERROR; pn->info = *x;

pn = crearNodo(); if (pn==NULL) return ERROR; pn->info = *x;

if (listaVacia(pl)==TRUE){ *pl = pn; return OK; } for (qn=*pl; qn->next!=NULL; qn=qn->next) ; qn->next = pn; return OK;

2 casos 1) Lista vacía 2) Lista no vacía

}

}

if (listaVacia(pl)==TRUE){ *pl = pn; return OK; } for (qn=*pl; qn->next!=NULL; qn=qn->next) ; qn->next = pn; return OK; 

g

l

 x 2

 pl 1

llamada

• Ejemplo de llamada

listaInsertarFin

Lista l; generic g; ... listaInsertarFin(&l, &g); Estructura de Datos y Algoritmos Escuela Politécnica Superior Universidad Autónoma de Madrid

Estructura de Datos y Algoritmos Escuela Politécnica Superior Universidad Autónoma de Madrid

Implementación en C: listaInsertarFin

38

• Implementación (lista vacía)

}

39

• Implementación (lista vacía)

status listaInsertarFin(Lista *pl, generic *x) { Nodo *pn = NULL, *qn = NULL;

3

Implementación en C: listaInsertarFin status listaInsertarFin(Lista *pl, generic *x) { Nodo *pn = NULL, *qn = NULL;

pn = crearNodo(); if (pn==NULL) return ERROR; pn->info = *x;

pn = crearNodo(); if (pn==NULL) return ERROR; pn->info = *x;

if (listaVacia(pl)==TRUE){ *pl = pn; return OK; } for (qn=*pl; qn->next!=NULL; qn=qn->next) ; qn->next = pn; return OK; 

if (listaVacia(pl)==TRUE){ *pl = pn; 4 return OK; } for (qn=*pl; qn->next!=NULL; qn=qn->next) ; qn->next = pn; return OK; 

g

}

l

llamada

g

4

l

llamada 3

listaInsertarFin  x

  pl pn

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g

listaInsertarFin  x

  pl pn

Estructura de Datos y Algoritmos Escuela Politécnica Superior Universidad Autónoma de Madrid

g

Implementación en C: listaInsertarFin • Implementación (lista no vacía)

40

Implementación en C: listaInsertarFin • Implementación (lista no vacía)

1 2

status listaInsertarFin(Lista *pl, generic *x) { Nodo *pn = NULL, *qn = NULL;

status listaInsertarFin(Lista *pl, generic *x) { Nodo *pn = NULL, *qn = NULL;

pn = crearNodo(); if (pn==NULL) return ERROR; pn->info = *x;

3

if (listaVacia(pl)==TRUE){ *pl = pn; return OK; } for (qn=*pl; qn->next!=NULL; qn=qn->next) ; qn->next = pn; return OK; 

}

g

}

l

g

l

llamada

listaInsertarFin

listaInsertarFin  x 2

 pl 1

 x

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 pl

3  pn

g

Estructura de Datos y Algoritmos Escuela Politécnica Superior Universidad Autónoma de Madrid

Implementación en C: listaInsertarFin

42

• Implementación (lista no vacía)

Implementación en C: listaInsertarFin

43

• Implementación (lista no vacía)

status listaInsertarFin(Lista *pl, generic *x) { Nodo *pn = NULL, *qn = NULL;

}

pn = crearNodo(); if (pn==NULL) return ERROR; pn->info = *x; if (listaVacia(pl)==TRUE){ *pl = pn; return OK; } for (qn=*pl; qn->next!=NULL; qn=qn->next) ; qn->next = pn; return OK; 

llamada

4

41

status listaInsertarFin(Lista *pl, generic *x) { Nodo *pn = NULL, *qn = NULL;

pn = crearNodo(); if (pn==NULL) return ERROR; pn->info = *x;

pn = crearNodo(); if (pn==NULL) return ERROR; pn->info = *x;

if (listaVacia(pl)==TRUE){ *pl = pn; return OK; } for (qn=*pl; qn->next!=NULL; qn=qn->next) ; qn->next = pn; return OK; 

if (listaVacia(pl)==TRUE){ *pl = pn; return OK; } for (qn=*pl; qn->next!=NULL; qn=qn->next) ; qn->next = pn; return OK; 

g

5 }

l

llamada

g

l

llamada

listaInsertarFin  x

  qn pl  pn

Estructura de Datos y Algoritmos Escuela Politécnica Superior Universidad Autónoma de Madrid

4 listaInsertarFin g

 x

  qn pl  pn

Estructura de Datos y Algoritmos Escuela Politécnica Superior Universidad Autónoma de Madrid

5 g

Implementación en C: listaInsertarFin

44

Implementación en C: listaExtraerFin

45

• Implementación con macros status listaInsertarFin(Lista *pl, generic *x) { Nodo *pn=NULL, *qn=NULL; pn = crearNodo(); if (pn==NULL) return ERROR; info(pn) = *x; if (listaVacia(pl)==TRUE) { *pl = pn; return OK; } for(qn=*pl; next(qn)!=NULL; qn=next(qn)); next(qn) = pn; return OK;

• Implementar la función listaExtraerFin status listaExtraerFin(Lista *pl, generic *x)

}

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Estructura de Datos y Algoritmos Escuela Politécnica Superior Universidad Autónoma de Madrid

Implementación en C: listaExtraerFin

46

• Idea:

47

• Implementación status listaExtraerFin(Lista *pl, generic *x) { Nodo *pn = NULL; if( listaVacia(pl)==TRUE ) return ERROR; /* Caso 1 nodo */ if( (*pl)->next==NULL ) { *x = (*pl)->info; liberarNodo(*pl); *pl = NULL; return OK; } /* Caso varios nodos */ for(pn=*pl; pn->next->next!=NULL; pn=pn->next) ; *x = pn->next->info; liberarNodo(pn->next); pn->next = NULL; return OK; }

Si se tiene un nodo 1) Eliminar ese nodo y dejar lista vacía Si se tiene más de un nodo 1) Recorrer la lista hasta llegar al penúltimo nodo 2) Liberar el último nodo 3) Hacer que el “penúltimo” nodo apunte a NULL x

1)

l

l

Implementación en C: listaExtraerFin

1)

x

l

3) Estructura de Datos y Algoritmos Escuela Politécnica Superior Universidad Autónoma de Madrid

2)

• Ejemplo de llamada Lista l; generic g; ... listaExtraerFin(&l, &g); Estructura de Datos y Algoritmos Escuela Politécnica Superior Universidad Autónoma de Madrid

2 casos 1) Lista de un nodo 2) Lista de varios nodos

Implementación en C: listaExtraerFin

48

• Implementación (lista de un nodo)

Implementación en C: listaExtraerFin

49

• Implementación (lista de un nodo) status listaExtraerFin(Lista *pl, generic *x) { Nodo *pn = NULL; if( listaVacia(pl)==TRUE ) return ERROR; /* Caso 1 nodo */ if( (*pl)->next==NULL ) { *x = (*pl)->info; 2 liberarNodo(*pl); *pl = NULL; return OK; } /* Caso varios nodos */ for(pn=*pl; pn->next->next!=NULL; pn=pn->next) ; *x = pn->next->info; 2 liberarNodo(pn->next); e  pn->next = NULL; g l e return OK; }

status listaExtraerFin(Lista *pl, generic *x) { Nodo *pn = NULL; if( listaVacia(pl)==TRUE ) return ERROR; /* Caso 1 nodo */ if( (*pl)->next==NULL ) { 1 *x = (*pl)->info; liberarNodo(*pl); *pl = NULL; return OK; } /* Caso varios nodos */ for(pn=*pl; pn->next->next!=NULL; pn=pn->next) ; *x = pn->next->info; 1 e liberarNodo(pn->next);  pn->next = NULL; g l e return OK; }

llamada

llamada

listaInsertarFin

listaInsertarFin  x

 pl

 x

Estructura de Datos y Algoritmos Escuela Politécnica Superior Universidad Autónoma de Madrid

Implementación en C: listaExtraerFin • Implementación (lista de un nodo) status listaExtraerFin(Lista *pl, generic *x) { Nodo *pn = NULL; if( listaVacia(pl)==TRUE ) return ERROR; /* Caso 1 nodo */ if( (*pl)->next==NULL ) { *x = (*pl)->info; liberarNodo(*pl); 3 *pl = NULL; return OK; } /* Caso varios nodos */ for(pn=*pl; pn->next->next!=NULL; pn=pn->next) ; *x = pn->next->info; 3 liberarNodo(pn->next); e  pn->next = NULL; g l return OK; }

llamada

listaInsertarFin

 pl

Estructura de Datos y Algoritmos Escuela Politécnica Superior Universidad Autónoma de Madrid

50

Implementación en C: listaExtraerFin • Implementación (lista de varios nodos) status listaExtraerFin(Lista *pl, generic *x) { Nodo *pn = NULL; if( listaVacia(pl)==TRUE ) return ERROR; /* Caso 1 nodo */ if( (*pl)->next==NULL ) { *x = (*pl)->info; liberarNodo(*pl); *pl = NULL; return OK; } /* Caso varios nodos */ 1 for(pn=*pl; pn->next->next!=NULL; pn=pn->next) ; *x = pn->next->info; liberarNodo(pn->next);  pn->next = NULL; g l return OK; }

llamada

listaInsertarFin  x

 pl

Estructura de Datos y Algoritmos Escuela Politécnica Superior Universidad Autónoma de Madrid

51

 x

 pl

1  pn

Estructura de Datos y Algoritmos Escuela Politécnica Superior Universidad Autónoma de Madrid

e

Implementación en C: listaExtraerFin

52

• Implementación (lista de varios nodos)

Implementación en C: listaExtraerFin

53

• Implementación (lista de varios nodos)

status listaExtraerFin(Lista *pl, generic *x) { Nodo *pn = NULL; if( listaVacia(pl)==TRUE ) return ERROR; /* Caso 1 nodo */ if( (*pl)->next==NULL ) { *x = (*pl)->info; liberarNodo(*pl); *pl = NULL; return OK; } /* Caso varios nodos */ for(pn=*pl; pn->next->next!=NULL; pn=pn->next) ; 2 *x = pn->next->info; liberarNodo(pn->next);  2 e pn->next = NULL; g l return OK; }

status listaExtraerFin(Lista *pl, generic *x) { Nodo *pn = NULL; if( listaVacia(pl)==TRUE ) return ERROR; /* Caso 1 nodo */ if( (*pl)->next==NULL ) { *x = (*pl)->info; liberarNodo(*pl); *pl = NULL; return OK; } /* Caso varios nodos */ for(pn=*pl; pn->next->next!=NULL; pn=pn->next) ; *x = pn->next->info; e 3 liberarNodo(pn->next);  pn->next = NULL; g l return OK; }

e

llamada

3 e

llamada

listaInsertarFin

listaInsertarFin  x

 pl

 x

 pn

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54

• Implementación (lista de varios nodos)

llamada

 pn

Estructura de Datos y Algoritmos Escuela Politécnica Superior Universidad Autónoma de Madrid

Implementación en C: listaExtraerFin status listaExtraerFin(Lista *pl, generic *x) { Nodo *pn = NULL; if( listaVacia(pl)==TRUE ) return ERROR; /* Caso 1 nodo */ if( (*pl)->next==NULL ) { *x = (*pl)->info; liberarNodo(*pl); *pl = NULL; return OK; } /* Caso varios nodos */ for(pn=*pl; pn->next->next!=NULL; pn=pn->next) ; *x = pn->next->info; liberarNodo(pn->next); e  4 pn->next = NULL; g l return OK; }

 pl

Implementación en C: listaExtraerFin • Implementación con macros

4

status listaExtraerFin(Lista *pl, generic *x) { Nodo *pn = NULL; if( listaVacia(pl)==TRUE ) return ERROR; /* Caso 1 nodo */ if( (*pl)->next==NULL ) { *x = info(*pl); liberarNodo(*pl); *pl = NULL; return OK; } /* Caso varios nodos */ for(pn=*pl; next(pn)!=NULL; pn=next(pn)) ; *x = info(next(pn)); liberarNodo(next(pn)); next(pn) = NULL; return OK; }

listaInsertarFin  x

 pl

 pn

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55

Implementación en C: listaLiberar

56

Tipos de listas enlazadas

57

• Listas simplemente enlazadas

• Implementación usando primitivas status listaLiberar(Lista *pl){ generic g; while (!listaVacia(pl)) { listaExtraerIni(&g, pl); } }

• Listas circulares simplemente enlazadas

• Implementación accediendo a la estructura status listaLiberar(Lista *pl){ nodo *pn = NULL; while (*pl != NULL){ pn= *pl; *pl= next(*pl); liberarNodo(pn); } }

• Listas doblemente enlazadas

• Implementación recursiva status listaLiberar(Lista *l){ // condición de parada if (*l == NULL) return OK; // llamada recursiva else { listaLiberar(&next(l)); liberarNodo(*l); return OK; } }

• Listas circulares doblemente enlazadas

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Listas doblemente enlazadas

58

Contenidos

59

• Estructuras de datos typedef struct _NodoDE { struct _NodoDE *prev; generic info; struct _NodoDE *next; } NodoDE;

• Listas • Pilas • Colas

typedef NodoDE* ListaDE;

prev

info

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next

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Pilas

60

• Pila • stack en inglés • LIFO - Last Input, First Output (el último que entra, el primero que sale)

Pilas. Estructura de datos y primitivas

61

• Estructura de datos mediante un array #define MAX_SIZE 256 typedef struct { generic datos[MAX_SIZE]; int top; // última posición } Pila;

top

• Primitivas • • • • • Estructura de Datos y Algoritmos Escuela Politécnica Superior Universidad Autónoma de Madrid

Estructura de Datos y Algoritmos Escuela Politécnica Superior Universidad Autónoma de Madrid

Pilas. Implementación status pilaInicializar(Pila *ps) { if (!ps) return ERROR; ps->top = -1; return OK; } boolean pilaVacia(Pila *ps) { if (!ps) return TRUE; if (ps->top == -1) return TRUE; return FALSE; }

62

top

2

boolean pilaLlena(Pila *ps) { if (!ps) return TRUE; if (ps->top == MAX_SIZE-1) return TRUE; return FALSE; }

Pila Llena

Pila vacía

3

1 0 -1

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datos status pilaInicializar(Pila s): Inicializa una pila s boolean pilaVacia(Pila s): Comprueba si una pila s está vacía boolean pilaLlena(Pila s): Comprueba si una pila s está llena status push(Pila s, generic g): Inserta el elemento g en la pila s status pop(Pila s, generic g): Extrae el elemento que ocupa el top de la pila s y lo guarda en g

top

Pilas. Implementación status push(Pila *ps, generic *pg){ if (pilaLlena(ps)==TRUE) return ERROR; ps->top++; ps->datos[ps->top] = *pg; return OK; } status pop(Pila *ps, generic *pg){ if (pilaVacia(ps)==TRUE) return ERROR; *pg = ps->datos[ps->top]; ps->top--; return OK; }

63

pop(pila, g)

push(pila, g)

top

top

g

g

datos

datos

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Pilas. Aplicaciones

64

Pilas. Aplicación: balanceo de paréntesis

• Determinar si una expresión (p.e. una operación aritmética) contiene el mismo número de paréntesis de apertura que de cierre

• Balanceo de paréntesis • Evaluación de expresiones infijo, prefijo, posfijo (o sufijo) • Conversión entre expresiones infijo, prefijo, posfijo

( 3 * 4 / ( 6 - 1 ) )  CORRECTA 2 + ( 5 / ( 4 + 7 )  INCORRECTA 6 * 4 + 9 )  INCORRECTA

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Pilas. Aplicación: balanceo de paréntesis

66

Pilas. Aplicación: balanceo de paréntesis

• Pseudocódigo (sin CdE) status balanceoParentesis(CC S) { pilaInicializar(p); mientras (it=leerSimbolo(S)) != EOS si esParentesisApertura(it) push(p,it) else si esParentesisCierre(it) si pilaVacia(p) == TRUE devolver ERROR pop(p,e)

// leer siguiente símbolo de S

• Ejemplo 1: ( 3 * 4 / ( 6 - 1 ) )

si pilaVacia(p) == TRUE devolver OK devolver ERROR

Símbolo

}

• Ejemplo 2: 2 + ( 5 / ( 4 + 7 ) • Ejemplo 3: 6 * 4 + 9 ) Estructura de Datos y Algoritmos Escuela Politécnica Superior Universidad Autónoma de Madrid

65

( 3 * 4 / ( 6 1 ) )

Pila de paréntesis ( ( ( ( ( (( (( (( (( (

• Determinar si una expresión (p.e. una operación aritmética) contiene el mismo número de paréntesis de apertura que de cierre, distinguiendo ‘()’, ‘{}’, ‘[]’ { 3 * 4 / ( 6 - 1 ) }  CORRECTA 2 + ( 5 / [ 4 + 7 ) )  INCORRECTA 6 * 4 + 9 }  INCORRECTA

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67

Pilas. Aplicación: balanceo de paréntesis

68

• Pseudocódigo incompleto (sin CdE)

69

• Pseudocódigo (sin CdE)

status balanceoParentesis(CC S) { pilaInicializar(p); mientras (it=leerSimbolo(S)) != EOS si esParentesisApertura(it) push(p,it) else si esParentesisCierre(it) si pilaVacia(p) == TRUE devolver ERROR pop(p,e)

Pilas. Aplicación: balanceo de paréntesis status balanceoParentesis(CC S) { pilaInicializar(p);

// leer siguiente símbolo de S

mientras (it=leerSimbolo(S)) != EOS si esParentesisApertura(it) push(p,it) else si esParentesisCierre(it) si pilaVacia(p) == TRUE devolver ERROR pop(p,e)

si pilaVacia(p) == TRUE devolver OK devolver ERROR

// leer siguiente símbolo de S

si (it==')' AND e!='(') OR (it==']' AND e!='[') OR (it=='}' AND e!='{')

devolver ERROR; si pilaVacia(p) == TRUE devolver OK devolver ERROR

}

}

Estructura de Datos y Algoritmos Escuela Politécnica Superior Universidad Autónoma de Madrid

Pilas. Aplicación: balanceo de paréntesis • Pseudocódigo (sin CdE)

70

Pilas. Expresiones infijo, posfijo, prefijo • Notación infijo

status balanceoParentesis(CC S) { pilaInicializar(p); mientras (it=leerSimbolo(S)) != EOS si esParentesisApertura(it) push(p,it) else si esParentesisCierre(it) si pilaVacia(p) == TRUE devolver ERROR pop(p,e)

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// leer siguiente símbolo de S

si sonParentesisPareja(it,e) == FALSE devolver ERROR;

• Los operadores se indican entre operandos: A+B • La habitual

• Notación posfijo • Los operadores se indican después de los operandos: AB+ • La más “práctica” para un ordenador

• Notación prefijo • Los operadores se indican antes de los operandos: +AB

si pilaVacia(p) == TRUE devolver OK devolver ERROR

• Ejemplo

}

• Ejemplo 4: { 3 * 4 / ( 6 - 1 ) } • Ejemplo 5: 2 + ( 5 / [ 4 + 7 ) ) Estructura de Datos y Algoritmos Escuela Politécnica Superior Universidad Autónoma de Madrid

• En infijo: 2 - 3 * (4 + 1) • En posfijo: 2 3 4 1 + * • En prefijo: - 2 * 3 + 4 1 Estructura de Datos y Algoritmos Escuela Politécnica Superior Universidad Autónoma de Madrid

71

Pilas. Aplicación: evaluación de expr. posfijo

72

• Ejemplos

Pilas. Aplicación: evaluación de expr. posfijo

73

• Pseudocódigo (sin CdE)

• Ejemplo 6: 2 3 + 3 1 + +

1 3 2

2

5

3

3

4

5

5

5

9

Símbolo

Operando 1

2 3 + 3 1 + +

Operando 2

Valor

2

3

5

3 5

1 4

4 9

status evaluarPosfijo(CC S, Entero r) { pilaInicializar(p); mientras (it=leerSimbolo(S)) != EOS // leer siguiente símbolo de S si esOperando(it) push(p,it) else si esOperador(it) pop(p,op2) pop(p,op1) e = evaluar(op1,op2,it) push(p,e) pop(p,r) • Ejemplo 8: 1 6 * 2 1 / 3 4 - + devolver OK Pila de Símbolo Operando 1 Operando 2 Valor } operandos

Pila de operandos 2 2,3 5 5,3 5,3,1 5,4 9

• Ejemplo 7: 1 2 * 4 2 / 3 4 + 5 * - + Símbolo

Operando 1

1 2 * 4 2 / 3 4 + 5 * +

Operando 2

1

2

Valor

2

4

2

2

3

4

7

7 2 2

5 35 -33

35 -33 -31

Pila de operandos 1 1,2 2 2,4 2,4,2 2,2 2,2,3 2,2,3,4 2,2,7 2,2,7,5 2,2,35 2,-33 -31

1 6 * 2 1 / 3 4 +

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Pilas. Aplicación: evaluación de expr. posfijo

6

6

2

1

2

3 2

4 -1

-1 1

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74

• Pseudocódigo (con CdE)

Pilas. Aplicación: conversión infijo-posfijo • Ejemplo: A + B * C

status evaluarPosfijo(CC S, Entero r) { if (pilaInicializar(p)== ERR)) devolver ERROR mientras (it = leerItem(S)) != EOS si esOperando(it) si (push(p,it) == ERROR) // ERROR 1: la pila está llena vaciarPila(p) devolver ERROR else si esOperador(it) si (pop(p,op2) == OK) && (pop(p,op1) == OK) e = evaluar(op1,op2,it) push(p,e) else // ERROR 2: no hay suficientes operandos en la pila vaciarPila(p) devolver ERROR

• A + B * C => AB+C* • A +(B * C)=> ABC*+

• Hay que tener en cuenta: • Precedencia de operadores • Asociatividad de operaciones precedencia

+

operador

asociatividad

() [] . ->

izquierda-derecha

* / %

pop(p, r) si (pilaVacia(p) == FALSE) //ERROR 3: la pila al final no está vacía devolver ERROR

+ izquierda-derecha &&

}

• Ejemplo 9: 1 6 * 2 + /

1

||

• Ejemplo 10: 1 6 * 2 1 / 3 4 - + Estructura de Datos y Algoritmos Escuela Politécnica Superior Universidad Autónoma de Madrid

1 1,6 6 6,2 6,2,1 6,2 6,2,3 6,2,3,4 6,2,-1 6,1 ERROR!!

-

=

derecha-izquierda

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75

Pilas. Aplicación: conversión infijo-posfijo

76

• Idea inicial

A * B + C / E => AB*CE/+ Traducción parcial A A AB AB ABC ABC*+

Pila de OPERADORES

Símbolo A * B + C / E EOS

+ + + * + *

• Posible algoritmo 1. Si el símbolo actual it es operando: “imprimir” it a cadena traducción 2. Si it es operador: push(pila, it) 3. Al final: vaciar pila e imprimiendo elementos en cadena traducción

• Teniendo en cuenta precedencia de operadores A * B + C / E => AB*CE/+

+ + + / + /

• Los operadores de mayor precedencia salen antes de pila • A igual precedencia, sale antes el que se leyó antes

78

Pilas. Aplicación: conversión infijo-posfijo • Teniendo en cuenta precedencia de operadores

Pila de OPERADORES

Símbolo A + B * C D EOS

* * + + + / + /

Traducción parcial A A AB AB ABC ABC*+ ABC*+D ABC*+D-

Pila de OPERADORES + + + * + * -

• Algoritmo 2

Si it es operando, imprimir it Un operador leído saca de la pila operadores de mayor o igual precedencia

1. 2.

>: el más preferente sale antes =: por la regla de asociatividad izquierda-derecha, también sale antes

3.

* * * * * *

A + B * C – D => ABC*+D-

• Algoritmo 1. 2.

Pila de OPERADORES

Estructura de Datos y Algoritmos Escuela Politécnica Superior Universidad Autónoma de Madrid

Pilas. Aplicación: conversión infijo-posfijo Traducción parcial A A AB AB* AB*C AB*C AB*CE AB*CE/+

Traducción parcial A A AB AB ABC ABC ABCE ABCE/+* MAL

• Ajustes al algoritmo

Estructura de Datos y Algoritmos Escuela Politécnica Superior Universidad Autónoma de Madrid

Símbolo A * B + C / E EOS

77

• Otro ejemplo

A + B * C => ABC*+ Símbolo A + B * C EOS

Pilas. Aplicación: conversión infijo-posfijo

Al final, vaciar la pila de operandos e imprimir Estructura de Datos y Algoritmos Escuela Politécnica Superior Universidad Autónoma de Madrid

Si it es operando, imprimir it Un operador leído saca de la pila operadores de precedencia mayor o igual >: El más preferente sale antes =: Por regla de asociatividad izquierda-derecha también sale antes

3.

Al final, vaciar la pila de operandos e imprimir Estructura de Datos y Algoritmos Escuela Politécnica Superior Universidad Autónoma de Madrid

79

Pilas. Aplicación: conversión infijo-posfijo

80

Pilas. Aplicación: conversión infijo-posfijo

81

• Pseudocódigo (sin CdE) status infijoAPosfijo(CC S1, CC S2) pilaInicializar(p); mientras (it=leerItem(S1)) != EOS si esOperando(it) == TRUE print(S2,it); else si esOperador(it) == TRUE mientras (pilaVacia(p)==FALSE) && (prec(it) AB*CD+/EF-*

A * B / (C + D) * (E – F) Símbolo

• ‘(‘ se introduce en la pila • cuando se encuentra ‘)’ se sacan todos los operadores hasta ‘(‘

• ¿Hay que tener en cuenta el balanceado de paréntesis? • El algoritmo de conversión lo tendrá en cuenta Estructura de Datos y Algoritmos Escuela Politécnica Superior Universidad Autónoma de Madrid

Pila de OPERADORES

/( • Ejemplo: A * C+B / [CD+] *AB*C [EF-] => AB*[CD+]/[EF-]* AB*C /(+

• En la práctica:

• En la práctica:

Traducción parcial

• Clave: tratar lasA expresionesA entre paréntesis como * A * expresiones enBsi misma ABse traducen *antes de seguir la / AB* / traducción general ( AB* /( D ) * ( E F ) EOS

AB*CD AB*CD+ AB*CD+/ AB*CD+/ AB*CD+/E AB*CD+/E AB*CD+/EF AB*CD+/EFAB*CD+/EF-*

/(+ / * *( *( *(*(*

• ‘(‘ se introduce en la pila • cuando se encuentra ‘)’ se sacan todos los operadores hasta ‘(‘

• ¿Hay que tener en cuenta el balanceado de paréntesis? • El algoritmo de conversión lo tendrá en cuenta Estructura de Datos y Algoritmos Escuela Politécnica Superior Universidad Autónoma de Madrid

Pilas. Aplicación: conversión infijo-posfijo

84

• Con paréntesis…

• Posfijo  infijo

A * B / (C + D) * (E – F) Símbolo A * B / ( * CB / + D ) * ( E F ) EOS

Traducción parcial

Pila de OPERADORES

A • Clave: tratar las expresiones entre paréntesis como A * expresiones en si misma antes de seguir la AB  se traducen * AB* / traducción general AB* /(

• Ejemplo: A

AB*C AB*CD AB*CD+ AB*CD+/ AB*CD+/ AB*CD+/E AB*CD+/E AB*CD+/EF AB*CD+/EFAB*CD+/EF-*

1) Evaluar la expresión posfijo 2) Poner las operaciones entre paréntesis dentro de la pila

• Ejemplo: AB/CD+/EF-* Símbolo

Expresión 1

Expresión 2

Valor

A

AB*C /( [CD+] * [EF-] => AB*[CD+]/[EF-]*

• En la práctica:

Pilas. Aplicación: conversión pre/posfijo-infijo85

B

/(+ /(+ / * *( *( *(*(*

/

A, B A

B

(A/B)

C

(A/B), C, D

+

C

D

(C+D)

/

(A/B)

(C+D)

((A/B)/(C+D))

E

• ¿Hay que tener en cuenta el balanceado de paréntesis? Estructura de Datos y Algoritmos Escuela Politécnica Superior Universidad Autónoma de Madrid

(A/B), (C+D) (A/B)/(C+D)) ((A/B)/(C+D)), E

F

• El algoritmo de conversión lo tendrá en cuenta

(A/B) (A/B), C

D

• ‘(‘ se introduce en la pila • cuando se encuentra ‘)’ se sacan todos los operadores hasta ‘(‘

Pila de EXPRESIONES A

((A/B)/(C+D)), E, F

-

E

F

*

((A/B)/(C+D)) (E-F)

(E –F)

((A/B)/(C+D)), (E-F)

((A/B)/(C+D))*(E-F)

((A/B)/(C+D))*(E-F)

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Pilas. Aplicación: conversión posfijo-prefijo

86

Pilas. Implementación con listas enlazadas

• Se puede seguir la misma estrategia de evaluación para otras conversiones • Posfijo  prefijo 1) Evaluar la expresión posfijo 2) Poner las operaciones en formato prefijo

• Ejemplo: AB*CD+/ Símbolo

Expresión 1

Expresión 2

Valor

A B *

Pila de EXPRESIONES A A, B

A

B

*AB

C

*AB

status pilaInicializar(Pila *ps) boolean pilaVacia(Pila *ps) boolean pilaLlena(Pila *ps) status push(Pila *ps, generic *pg) status pop(Pila *ps, generic pg)

*AB, C

D

*AB, C, D

+

C

D

+C D

/

*AB

+CD

/*AB+CD

*AB, +CD /*AB+CD

• Otra opción: posfijo  infijo  prefijo Estructura de Datos y Algoritmos Escuela Politécnica Superior Universidad Autónoma de Madrid

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87

Pilas. Implementación con listas enlazadas

88

Contenidos

89

typedef Lista Pila; status pilaInicializar(Pila *ps) { return listaInicializar(ps); } boolean pilaVacia(Pila *ps) { return listaVacia(ps); } boolean pilaLlena(Pila *ps) { return FALSE; } status push(Pila *ps, generic *pg) { return listaInsertarIni(ps, listaInsertarIni pg); } status pop(Pila *ps, generic *pg) { return listaExtraerIni(ps, pg); }

• Listas • Pilas • Colas

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Colas

Estructura de Datos y Algoritmos Escuela Politécnica Superior Universidad Autónoma de Madrid

90

• Cola • queue en inglés • FIFO-First Input, First Output (el primero que entra, el primero que sale)

Colas

91

• Colas en el mundo real: para pagar en comercios, comprar tickets para un espectáculo, sacar dinero de un cajero, … • Una cola gestiona un acceso concurrente a un único recurso

• En Informática, existen muchos ejemplos de uso de colas • Impresoras - El primer trabajo en llegar es el primero que se imprime: First Come, First Served (FCFS)

• Acceso a servidores • Uso del procesador - En sistemas operativos (mono-tarea) se realizaban procesamientos secuenciales de programas

• ¡OJO! No todos los elementos a procesar son igual de importantes  colas de prioridad Estructura de Datos y Algoritmos Escuela Politécnica Superior Universidad Autónoma de Madrid

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Colas

92

Colas. Funciones primitivas

93

• Lista de objetos en la que… • la inserción se realiza por un único punto: rear / tail / fin • la extracción se realiza por un único punto: front / head / inicio 1. Cola Vacía

4. Sale Alice

rear front

• Primitivas

front

rear

• • • •

status colaInicializar(Cola q): Inicializa una pila s boolean colaVacia(Cola q): Comprueba si una cola q está vacía boolean colaLlena(Cola q): Comprueba si una cola q está llena status colaInsertar(Cola q, generic g): Inserta el elemento g en la cola q en el rear de la cola • status colaExtraer(Cola q, generic g): Extrae el elemento que ocupa el front de la cola q y lo guarda en g

B

2. Entra Alice (A)

front

rear

5. Llega Charlie (C)

C

A

3. Entra Bob (B)

front

rear

B

front

rear

6. Sale Bob

A

B front

rear

C Estructura de Datos y Algoritmos Escuela Politécnica Superior Universidad Autónoma de Madrid

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Colas. Estructura de datos: array

94

Colas. Estructura de datos: array

95

• Ejemplo de ejecución de operaciones en una cola • Estructura de datos mediante un array #define MAX_SIZE 256 typedef generic; typedef struct { generic datos[MAX_SIZE]; int front; // primer elemento int rear; // último elemento } Cola;

rear

1) 2) 3) 4) 5) 6)

colaInializar(q) colaInsertar(q, 5) colaInsertar(q, 3) colaExtraer(q, e) colaExtraer(q, e) colaInsertar(q, 7)

f

f=r 4)

1)

f 2)

r

5

5)

f

r 3

6)

front

datos

• Problemas: • Limitación del número máximo de elementos • Desperdicio de espacio

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3 f=r

5 f

3)

r

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7

r?

Colas. Estructura de datos: array

96

Colas. Estructura de datos: array circular • Cola circular …

• Soluciones al desperdicio de espacio

N-1

0

97

1 2

0

1

2

3



N-1 3

1) Cada vez que se extrae un elemento, se desplazan todos los datos una posición en el array • Ineficiente 2) Cuando rear llega al final del array, se desplazan todos los elementos una posición en el array • (menos) Ineficiente 3) Implementación de la cola como un array circular • Más eficiente



• ¿Cómo implementarla? • Incrementando front y rear módulo MAX_SIZE front = (front+1) % MAX_SIZE rear = (rear+1) % MAX_SIZE

• Problema vigente • Limitación del número máximo de elementos

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Colas. Estructura de datos: array circular

98

Pilas. Implementación con arrays circulares

• Ejemplo de ejecución de operaciones 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) 8)

colaInicializar(q) colaInsertar(q, 5) colaInsertar(q, 3) colaExtraer(q, e) colaExtraer(q, e) colaInsertar(q, 7) colaInsertar(q, 2) colaInsertar(q, 1)

f=r

f=r vacía

1)

f 2)

5

5

r 3

r 7)

2

• Conflicto cola llena/vacía • front == rear  ¿Cola vacía o llena? • Solución: sacrificar un hueco libre en el array - Prohibir la inserción cuando sólo queda un hueco - 7) es cola llena - Una cola tiene espacio para (MAX_SIZE -1) elementos Estructura de Datos y Algoritmos Escuela Politécnica Superior Universidad Autónoma de Madrid

f 7

llena

f=r

r

3

8)

status colaInicializar(Cola *pc) { pc->rear = pc->front = 0; }

7

6)

f 4)

f

r

r

f 3)

vacía

5)

2

1

7

¿vacía? ¿llena?

boolean colaVacia(Cola *pc) { if (pc->rear == pc->front) return TRUE; return FALSE; } boolean colaLlena(Cola *pc) { if (((pc->rear + 1) % MAX_SIZE) == pc->front) return TRUE; return FALSE; }

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r 5

f 2

99

Pilas. Implementación con arrays circulares status colaInsertar(Cola *pc, generic *pg) { if (colaLlena(pc) == TRUE) return ERROR; pc->datos[pc->rear]= *pg; pc->rear = (pc->rear + 1) % MAX_SIZE; return OK; } status colaExtraer(Cola *pc, generic *pg) { if (colaVacia(pc) == TRUE) return ERROR; *pg = pc->datos[pc->front]; pc->front = (pc->front + 1) % MAX_SIZE; return OK; }

f=r

100

r

5

3

101

f

r

7

f

Colas. Implementación con listas enlazadas

f

r

3

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Colas. Implementación con listas enlazadas

status colaInicializar(Cola *pc) boolean colaVacia(Cola *pc) boolean colaLlena(Cola *pc) status colaInsertar(Cola *pc, generic *pg) status colaExtraer(Cola *pc, generic pg)

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102

Colas. Implementación con listas enlazadas

103

typedef Lista Cola; status colaInicializar(Cola *pc) { return listaInicializar(pc); } boolean colaVacia(Cola *pc) { return listaVacia(pc); } boolean colaLlena(Cola *pc) { return FALSE; } status colaInsertar(Cola *pc, generic *pg) { return listaInsertarFin(pc, listaInsertarFin pg); } status colaExtraer(Cola *pc, generic *pg) { return listaExtraerIni(pc, pg); } Estructura de Datos y Algoritmos Escuela Politécnica Superior Universidad Autónoma de Madrid

• Inconveniente: la función de inserción es ineficiente, pues recorre toda la lista para insertar un elemento al final de la misma • Solución: usar una lista circular typedef ListaCircular Cola; status colaInsertar(Cola *pc, generic *pg) { return listaCircularInsertarFin(pc, pg); }

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Estructuras de Datos y Algoritmos Tema 3. Listas enlazadas, pilas y colas

Iván Cantador David Vallet, José R. Dorronsoro Escuela Politécnica Superior

Universidad Autónoma de Madrid

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