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Subido porCindy Adriana Bohórquez Santana
05 listas1 t2018
El documento describe el TDA Lista y su implementación como una lista simplemente enlazada. Define una lista como una colección de nodos enlazados que almacenan un elemento de datos y una referencia al siguiente nodo. Explica cómo una lista enlazada permite agregar y eliminar nodos de manera eficiente al no requerir mover los demás elementos. Luego describe las operaciones básicas de una lista enlazada como agregar al inicio/fin, eliminar, buscar, e imprimir los elementos.
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05 listas1 t2018
- 1. TDA LISTA Estructuras deDatos CCPG1006
- 2. Objetivos • Aprovechar laabstracción para definir comportamiento y luego operaciones en nivel de implementación • Visualizar las posibles implementaciones de un TDA ya definido • Describir y dibujar la estructura de un LinkedList • Describir la ventaja de usar LinkedList en lugar de ArrayList
- 3. TDA Lista Definición • Colecciónde 0 o más elementos – Si la lista no tiene elementos, se dice que esta vacía – Todos los elementos son de un mismo tipo • Estructuras lineales – Cada elemento de una lista se conoce con el nombre de NODO – Los nodos están colocados uno detrás de otro • Las listas – Son mucho más flexibles que los arreglos – Permiten trabajo “dinámico” con un grupo de elementos – Crecen y se contraen a medida que se ejecuta el programa
- 4. Lista Nivel lógico • Comportamiento(a/con una lista se puede) – Crear y Eliminar – Conocer si esta vacía – Añadir elementos y removerlos – Consultar el primer y al último elemento – Imprimir sus elementos en pantalla – Buscar un elemento con cierta información en la lista
- 5. TDA Lista Tipos delistas • De acuerdo a su implementación, las listas se clasifican en: – Simplemente Enlazadas – Doblemente Enlazadas – Circulares (Simplemente y Doblemente Enlazadas)
- 6. TDA Lista Implementación • Tenemosel concepto claro de lo que debe ser una lista • ¿Cómo darle vida a una lista? • Hay varias posibilidades de implementación – Estática o Contigua, usando arreglos de longitud “variable” (ArrayList en Java) – Dinámica (LinkedList en Java)
- 7. TDA Lista Java -Interfaz List En java la interfaz List corresponde a la descripción del TDA Lista
- 8. TDA Lista Java -Interfaz List
- 9. TDA Lista Recordar Interfaz especificael comportamiento pero no la implementación
- 10. Implementación continua ArrayList • Utilizarun arreglo para implementar la interfaz List – Secuencia de elementos – Elementos continuos y adyacentes en memoria – Cada elemento tiene un índice • Se puede acceder directamente a una ubicación en particular mediante el índice del arreglo – Tiempo de acceso constante • Al insertar o remover un elemento, – Todos los elementos restantes avanzarán o retrocederán
- 11. 10 0 5 1 8 2 2 3 31 4 5 67 8 En uso Desperdicio 25Al insertarse un nuevo elemento, en una cierta posición, todos los elementos restantes ruedan 25 3 2 4 5 6 7 8 31 size Capacidad ensureCapacity ArrayList
- 12. • ¿Cuánto tiempotoma recuperar un elemento de un ArrayList ? • ¿Cuánto tiempo toma insertar un elemento al inicio de un ArrayList? – O(1)? – O(n)? – O(n2)? t O(f) ArrayList
- 13. • El tiempoque toma recuperar un elemento en la implementación de ArrayList es O(1) – Los elementos están almacenados de forma continua en memoria – Pueden ser accedidas con un índice que accede directamente a cualquier elemento a un tiempo constante • Para insertar un elemento, debe mover todos los valores siguientes. El tiempo que se gasta copiando todos los valores depende linealmente del tamaño del arreglo original – O(n) ArrayList
- 14. • ArrayList implementaList • Un TDA no especifica la eficiencia con la que se debe implementar • La Estructura de Dato que implementa el TDA establece la eficiencia en la forma que lo hace – ArrayList no es eficiente para insertar un nuevo elemento. – ArrayList es eficiente para acceder elemento. ArrayList
- 15. TDA Lista Recordar Interfaz especificael comportamiento pero no la implementación Doblemente Enlazadas
- 16. Diferencia entre usarArrayList y LinkedList • ArrayList es eficiente para acceder a los elementos. • LinkedList es eficiente para agregar elementos. • ArrayList y LinkedList tienen costos adicionales para remover elementos.
- 17. • Cada nodode la lista tiene – Un contenido • Información que almacena dentro y puede ser de cualquier tipo de dato – Un sucesor único • Excepto el último nodo de la lista que hace referencia a null <listaSimple> ::= <inicial> + {<ref_nodo>} + <final> <inicial> ::= <enlace> <final> ::= <enlace> Lista Simplemente Enlazada (memoria no adyacente)
- 18. • Es unaimplementación flexible y potente • Los nodos ya no son adyacentes en memoria – Un nodo A logra un enlace con otro B, – Almacenando dentro la dirección de memoria de B • Al insertar o eliminar un nodo ya no hay que “mover” al resto de elemento, solo enlazarlo con la lista Contenido Enlace e n e n NODO A NODO B Lista Simplemente Enlazada (memoria no adyacente)
- 19. 10 5 82 31 25 25 2 3125 Lista Simplemente Enlazada (memoria no adyacente)
- 20. TDA Nodo Definición • Unalista esta compuesta de nodos, y por eso es importante definir el TDA Node • Un nodo de una lista – Almacena información de cualquier tipo – Es capaz de “viajar” o conocer otro nodo (el nodo siguiente) • Comportamiento – Crear y Eliminar – Consultar y modificar la información que almacena – Consultar y modificar el enlace que mantiene con otro nodo <nodo> ::= <contenido> + <enlace> <contenido> ::= <dato>{<dato>} <enlace> ::= <ref_nodo> | <ref_null>
- 21. • Contenido: Datosenteros, reales, o incluso, de Tipo: Estudiante, Auto, etc.... • Y además, el nodo también contiene un enlace con su nodo siguiente • Este enlace, puede no enlazar el nodo con nadie, el nodo esta solo, no forma parte de ninguna lista • O puede “apuntar” a otro nodo, indicando que ese es su siguiente, formando una Lista TDA Nodo Nivel de implementación
- 22. TDA Nodo • Unnodo almacena dentro – Un contenido de cualquier tipo de dato, entero, real, estructuras, etc...... – Un enlace, que es la referencia al nodo siguiente, la dirección del nodo siguiente • Una posible implementación sería:
- 23. TDA Nodo Nivel deimplementación Crear Node(); Consultar y Modificar Contenido Object getData(); Consultar y Modificar Enlaces Node getNext(); void setNext(Node n);
- 24. Nodo Crear un nuevonodo Al crear un nodo se le asignará un valor inicial
- 25. Lista Simplemente Enlazada Nivelde implementación Llevar control de las posiciones al primer y el último elemento Las posiciones son direcciones de memoria: referencias head y tail ( primero y último) son referencias a Node en una lista enlazada La posición de un nodo estará dada por una referencia a dicho nodo Una lista enlazada no tiene datos predefinidos Los elementos o Nodos van siendo creados y eliminados a medida que se va necesitando
- 26. Hay varias formasde definir una lista – Solo a través del primer elemento a la misma – Llevando control del primero y el último elemento, – Almacenando el número de nodos y referencias al inicio y fin – otros Lista Simplemente Enlazada Implementación
- 27. Lista Simplemente Enlazada Operaciones •Crear – SimpleLinkedList() • Consultar Primer y Ultimo – NodeList getFirst(); – NodeList getLast(); • Conocer Estado – bool isEmpty(); • Añadir y Remover – bool insertFirst(NodeList node); – bool insertLast(NodeList node); – bool insert(NodeList node, NodeList newNode); – NodeList removeFirst(); – NodeList removeLast(); – bool removeNode(NodeList node); • Busqueda – NodeList search(Object o); – bool exist(NodeList node);
- 28. Lista Simplemente Enlazada Búsqueda •Hay que ubicarse en el inicio: first • E ir avanzando hasta – Encontrar el nodo con la información buscada o – Que ya no haya más nodos • Como no se usan índices, se usan referencias: – Una referencia se ubicará en el primero – Avanzar al siguiente, y al siguiente y al siguiente • Al encontrar al nodo buscado, no se retorna su posición como índice, esta no importa, se retorna la referencia (dirección) de este nodo 10 5 8 2 3125 lastfirst Busco 25 p p p pp Busco 30 p p p p p p
- 29. Lista Simplemente Enlazada Anterior •Dada la dirección de un nodo(pos), esta función retorna la dirección del nodo anterior • Hay que “buscar” desde el inicio • El nodo buscado es aquel cuyo siguiente es igual a pos • Si el elemento buscado es el primero en la lista, no hay anterior 10 5 8 2 3125 lastfirst pq q q 7 p La posición p es la de un nodo fuera de la lista q q q q q q q
- 30. Lista Simplemente Enlazada Primeroy Último • Se pueden obtener siempre y cuando la lista no este vacía • Retornan la información del elemento apuntado por first y last respectivamente.
- 31. Lista Simplemente Enlazada Insertar •La operación de insertar recibirá – El NODO que se va a insertar – Este nodo ya debió haber sido creado antes de insertarlo • Hay varios tipos de inserción – Insertar al inicio o al final – Insertar en medio de la lista
- 32. 10 5 82 3125 lastfirst Lista Simplemente Enlazada Inserción al inicio/final 9 nuevo first nuevo.next = first; first = nuevo; 18 nuevo last.next = nuevo; last last = nuevo; Si la lista esta vacía, tanto first como last apuntan al nuevo nodo Si no, si es al inicio el nuevo valor de first, es el nuevo nodo Si no, si es al final, el nuevo valor de last es el nuevo nodo
- 33. Lista Simplemente Enlazada Insertaren medio • Debe recibir la posición donde se va a insertar • Insertemos después – Si la posición no existe no efectuar la inserción – Si la lista solo tiene un elemento, el nuevo last es el nuevo nodo 10 5 8 2 3125 first lastp 18 newNode newNode.next = p.next;p.next = newNode;
- 34. Lista Simplemente Enlazada Removerde la lista (inicio o al final) La lista no debe estar vacía!!, si tiene un solo elemento, dejarla vacía 10 5 8 2 3125 first last tmp tmp = first; first first = first.next; tmp tmp = last; last last = previous(last); last.next = null; tmp.next = null;
- 35. Lista Simplemente Enlazada Removerun nodo • Lista no debe estar vacía • La posición enviada debe existir en la lista • Revisar si se desea eliminar el first o el last 10 5 8 2 3125 first lastp prevprev = getPrevious(p); prev.next = p.next; p.next = null;
- 36. Lista Simplemente Enlazada Visualizar Imprimirtodos los nodos de la lista void print(){ NodeList temp; for(temp = this.first; temp != null; temp = temp.next) System.out.println(temp.data); }
- 37. Lista Simplemente Enlazada Operaciones •Crear – SinglyLinkedList() • Consultar primero, último y tamaño – E first(); – E last(); – int size(); • Conocer Estado – bool isEmpty(); • Añadir y Remover – void addFirst(E e); – void addLast(E e); – bool add(int i, E e); – E removeFirst(); – E removeLast(); • Búsqueda – int indexOf(E e); – bool contains (E e);