LISTAS
Las listas enlazadas son estructuras de datos semejantes a los array salvo que el acceso a un elemento no se hace
mediante un indice sino mediante un puntero.


La asignación de memoria es hecha durante la ejecución.




Listas simples enlazadas

La lista enlazada básica es la lista enlazada simple la cual tiene un enlace por nodo. Este enlace apunta al
siguiente nodo en la lista, o al valor NULL o a la lista vacía, si es el último nodo.



Una lista enlazada simple contiene dos valores: el valor actual del nodo y un enlace al siguiente nodo




Lista Doblemente Enlazada

Un tipo de lista enlazada más sofisticado es la lista doblemente enlazada o lista enlazadas de dos vías.
Cada nodo tiene dos enlaces: uno apunta al nodo anterior, o apunta al valor NULL si es el primer nodo; y
otro que apunta al nodo siguiente, o apunta al valor NULL si es el último nodo.



Una lista doblemente enlazada contiene tres valores: el valor, el link al nodo siguiente, y el link al anterior

Listas enlazadas circulares

En una lista enlazada circular, el primer y el último nodo están unidos juntos. Esto se puede hacer tanto para
listas enlazadas simples como para las doblemente enlazadas. Para recorrer una lista enlazada circular
podemos empezar por cualquier nodo y seguir la lista en cualquier dirección hasta que se regrese hasta el
nodo original. Desde otro punto de vista, las listas enlazadas circulares pueden ser vistas como listas sin
comienzo ni fin. Este tipo de listas es el más usado para dirigir buffers para “ingerir” datos, y para visitar
todos los nodos de una lista a partir de uno dado.




Una lista enlazada circular que contiene tres valores enteros




Listas Enlazadas vs. Vectores o Matrices
Las listas enlazadas poseen muchas ventajas sobre los arrays. Los elementos se pueden insertar en una lista
indefinidamente mientras que un array tarde o temprano se llenará ó necesitará ser redimensionado, una
costosa operación que incluso puede no ser posible si la memoria se encuentra fragmentada.

En algunos casos se pueden lograr ahorros de memoria almacenando la misma „cola‟ de elementos entre dos
o más listas – es decir, la lista acaba en la misma secuencia de elementos. De este modo, uno puede añadir
nuevos elementos al frente de la lista manteniendo una referencia tanto al nuevo como a los viejos elementos
- un ejemplo simple de una estructura de datos persistente.

Por otra parte, los arrays permiten acceso aleatorio mientras que las listas enlazadas sólo permiten acceso
secuencial a los elementos. Las listas enlazadas simples, de hecho, solo pueden ser recorridas en una
dirección. Esto hace que las listas sean inadecuadas para aquellos casos en los que es útil buscar un
elementos por su índice rápidamente, como el heapsort. El acceso secuencial en los arrays también es más
rápido que en las listas enlazadas.

Otra desventaja de las listas enlazadas es el almacenamiento extra necesario para las referencias, que a
menudos las hacen poco prácticas para listas de pequeños datos como caracteres o valores booleanos.

También puede resultar lento y abusivo el asignar memoria para cada nuevo elemento. Existe una variedad
de listas enlazadas que contemplan los problemas anteriores para resolver los mismos. Un buen ejemplo que
muestra los pros y contras del uso de arrays sobre listas enlazadas es la implementación de un programa que
resuelva el problema de Josephus. Este problema consiste en un grupo de personas dispuestas en forma de
círculo. Se empieza a partir de una persona predeterminadas y se cuenta n veces, la persona n-ésima se saca
del círculo y se vuelve a cerrar el grupo. Este proceso se repite hasta que queda una sola persona, que es la
que gana. Este ejemplo muestra las fuerzas y debilidades de las listas enlazadas frente a los arrays, ya que
viendo a la gente como nodos conectados entre sí en una lista circular se observa como es más fácil suprimir
estos nodos. Sin embargo, se ve como la lista perderá utilidad cuando haya que encontrar a la siguiente
persona a borrar. Por otro lado, en un array el suprimir los nodos será costoso ya que no se puede quitar un
elemento sin reorganizar el resto. Pero en la búsqueda de la n-ésima persona tan sólo basta con indicar el
índice n para acceder a él resultando mucho más eficiente.




                                           LISTAS SIMPLES
La forma más simple de estructura dinámica es la lista Simple. En esta forma los nodos se organizan de
modo que cada uno apunta al siguiente, y el último no apunta a nada, es decir, el puntero del nodo siguiente
vale NULL.




En las listas abiertas existe un nodo especial: el primero. Normalmente diremos que nuestra lista es un
puntero a ese primer nodo y llamaremos a ese nodo la cabeza de la lista. Eso es porque mediante ese único
puntero podemos acceder a toda la lista.

Cuando el puntero que usamos para acceder a la lista vale NULL, diremos que la lista está vacía.




TIPS!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
       Sólo hay un modo de moverse a través de una lista
       Simple……hacia delante!!.
       El primer elemento es el más accesible, ya que es a
       ese a que apunta el puntero que define la lista. Para
       obtener un puntero al primer elemento bastará con
       copiar el puntero Lista.
       Supongamos que tenemos un puntero nodo que
       señala a un elemento de una lista. Para obtener un
       puntero al siguiente bastará con asignarle el campo
       "siguiente" del nodo, nodo->siguiente.
       Ya hemos dicho que no es posible retroceder en una
       lista, de modo que para obtener un puntero al nodo
       anterior a uno dado tendremos que partir del
       primero, e ir avanzando hasta que el nodo siguiente
       sea precisamente el nodo buscado.
       Para obtener un puntero al último elemento de una
       lista partiremos de un nodo cualquiera, por ejemplo el
primero, y avanzaremos hasta que su nodo siguiente
       sea NULL.
       Basta con comparar el puntero Lista con NULL, si Lista
       vale NULL la lista está vacía.
       El algoritmo genérico para borrar una lista completa
       consiste simplemente en borrar el primer elemento
       sucesivamente mientras la lista no esté vacía.


Con las listas tendremos un pequeño repertorio de operaciones básicas que se pueden realizar:

       Añadir o insertar elementos.
       Buscar o localizar elementos.
       Borrar elementos.
       Moverse a través de una lista, siguiente, primero.

Cada una de estas operaciones tendrá varios casos especiales, por ejemplo, no será lo mismo insertar un
nodo en una lista vacía, o al principio de una lista no vacía, o la final, o en una posición intermedia.
DEFINICION
El nodo típico para construir listas tiene esta forma:

Clase NodosLista
Inicio
       Object datos;
       NodosLista siguiente;

       // datos:: que almacena la información // siguiente : Apuntador o enlace a otros nodos

       NodosLista(Object valor)
       Inicio
              datos=valor;//
              siguiente=null;//
       Fin
       //--Constructor Crea un nodo de tipo Object y al siguiente nodo de la lista --//

       NodosLista (Object valor,NodosLista signodo)
       // parámetro valor capturado en método principal y signodo para ligar el puntero a la ultima posición
       Inicio
                datos=valor;// Se asigna el valor digitado en el campo de datos
                siguiente=signodo; //siguiente se refiere al siguiente nodo
       Fin

       //Retorna el dato que se encuentra en ese nodo
       Object getObject()
       Inicio
              return datos;
       Fin

       //Retorna el siguiente nodo
       NodosLista getnext()
       Inicio
              return siguiente;
       Fin
Fin
NodosLista es el tipo para declarar listas, como puede verse, un puntero a un nodo y una lista son la misma cosa. En
realidad, cualquier puntero a un nodo es una lista, cuyo primer elemento es el nodo apuntado.
DEFINICION DE LA CLASE LISTA

clase ListaSimple

inicio

         NodosLista PrimerNodo;// se define el primer nodo de la lista

         NodosLista UltimoNodo;// se define el ultimo nodo de la lista

         String Nombre;// variable de tipo string para almacenar dato




                                       METODOS ASOCIADOS


METODO PARA DETERMINAR SI UNA LISTA ESTA VACIA

publico booleano VaciaLista()

Inicio

         Retornar PrimerNodo ==null; // si el primer nodo apunta a null esta vacia

fin




METODO PARA INSERTAR UN NODO EN UNA LISTA VACIA

Este es, evidentemente, el caso más sencillo. Partiremos de que ya tenemos el nodo a insertar y, por supuesto
un puntero que apunte a la lista valdrá NULL:

publico ListaSimple(cadena s) // el valor que se captura en menú para el primer nodo
inicio
              Nombre=s;
              PrimerNodo=UltimoNodo=null;
                // tanto el primero como ultimo se apunta a null esto determina unico dato capturado en S pero se para a var Nombre
Fin


Podemos considerar el caso anterior como un caso particular de éste, la única diferencia es que en el caso
anterior la lista es una lista vacía, pero siempre podemos, y debemos considerar una lista vacía como una
lista.
METODO PARA INSERTAR UN NODO AL PRINCIPIO DE UNA LISTA



De nuevo partiremos de un nodo a insertar, con un puntero que apunte a él, y de una lista, en este caso no
vacía:

El proceso sigue siendo muy sencillo:

      1. Hacemos que el nodo->siguiente apunte a Lista.
      2. Hacemos que Lista apunte a nodo.




Publico InsertaInicio(Object ElemInser)

Inicio

         Si(VaciaLista()) // se verifica contenido en la lista

                PrimerNodo=UltimoNodo=new NodosLista(ElemInser);

                sino

                        PrimerNodo=new NodosLista(ElemInser, PrimerNodo);

Fin

Nota: Ojo con la definición de los nodos y verificar los parámetros, incentivo para el estudiante que identifique lo
sucedido en el método insertar al inicio.
METODO PARA INSERTAR UN NODO AL FINAL DE UNA LISTA
Este es otro caso especial. Para este caso partiremos de una lista no vacía:




El proceso en este caso tampoco es excesivamente complicado:

    1. Necesitamos un puntero que señale al último elemento de la lista. Se nombro al inicio de la clase un
       nodo con el nombre de UltimoNodo.
    2. Hacer que nodo->siguiente sea NULL.
    3. Hacer que ultimo->siguiente sea nodo.




publico InsertaFinal(Object ElemInser)
Inicio
         si(VaciaLista()) // se verifica contenido en la lista

                          PrimerNodo= UltimoNodo = new NodosLista (ElemInser);
                 sino
                    UltimoNodo=UltimoNodo.siguiente=new NodosLista(ElemInser);
        Fin Si
Fin Método
METODO PARA RECORRER Y MOSTRAR LOS ELEMENTOS DE UNA LISTA




Se indico que las listas simples elaboran el recorrido desde el principio de la lista al final de la misma, por lo cual se
crea un nodo auxiliar llamado Actual que almacena temporalmente el principio de la lista y es el encargado de
realizar dicho recorrido hasta que tenga el valor de null.

Publico Imprimir()
Inicio
        Si (VaciaLista())
        Inicio
                 System.out.println("Vacia" + Nombre);
                 Sino
                          Escriba ("La "+Nombre + " es: ");
                          NodosLista Actual=PrimerNodo;
                          MQ (Actual != null
                                  Escriba (Actual.datos.toString()+" ");
                                  Actual=Actual.siguiente;// se hace referencia al siguiente nodo
                          Fin MQ
        Fin Si
Fin Método
METODO PARA ELIMINAR UN NODO DE UNA LISTA

En todos los demás casos, eliminar un nodo se puede hacer siempre del mismo modo. Supongamos que tenemos
una lista con al menos dos elementos, y un puntero al nodo anterior al que queremos eliminar. Y un puntero auxiliar
nodo.

 Hacemos que nodo apunte al nodo que queremos borrar.
Ahora, asignamos como nodo siguiente del nodo anterior,
el siguiente al que queremos eliminar:
anterior->siguiente = nodo->siguiente.




publico EliminaEle(Object ele)
inicio
        NodosLista aux=PrimerNodo;
        NodosLista p=PrimerNodo;
        NodosLista ant=null;
        boolean enc=false;

       MQ ((aux != null) && (enc==false))
       inicio
                 Si (ele.equals(aux.datos))
                        enc=true;
                         sino
                           ant=aux;
                           aux=aux.siguiente;
                 Fin Si
       Fin MQ
       SI (enc==true)
             Si (aux.equals(PrimerNodo))
                      PrimerNodo=aux.siguiente;
                      Sino
                           Si (aux.equals(UltimoNodo))
                                    UltimoNodo=ant;
                                    ant.siguiente=null;
                                    Sino
                                        NodosLista i=aux.siguiente;
                                        aux=ant;
                                        aux.siguiente=i;
                                        PrimerNodo=p;
                           Fin SI
            Fin SI
     Fin Si
Fin Metodo

Teoria de listas

  • 1.
    LISTAS Las listas enlazadasson estructuras de datos semejantes a los array salvo que el acceso a un elemento no se hace mediante un indice sino mediante un puntero. La asignación de memoria es hecha durante la ejecución. Listas simples enlazadas La lista enlazada básica es la lista enlazada simple la cual tiene un enlace por nodo. Este enlace apunta al siguiente nodo en la lista, o al valor NULL o a la lista vacía, si es el último nodo. Una lista enlazada simple contiene dos valores: el valor actual del nodo y un enlace al siguiente nodo Lista Doblemente Enlazada Un tipo de lista enlazada más sofisticado es la lista doblemente enlazada o lista enlazadas de dos vías. Cada nodo tiene dos enlaces: uno apunta al nodo anterior, o apunta al valor NULL si es el primer nodo; y otro que apunta al nodo siguiente, o apunta al valor NULL si es el último nodo. Una lista doblemente enlazada contiene tres valores: el valor, el link al nodo siguiente, y el link al anterior Listas enlazadas circulares En una lista enlazada circular, el primer y el último nodo están unidos juntos. Esto se puede hacer tanto para listas enlazadas simples como para las doblemente enlazadas. Para recorrer una lista enlazada circular podemos empezar por cualquier nodo y seguir la lista en cualquier dirección hasta que se regrese hasta el nodo original. Desde otro punto de vista, las listas enlazadas circulares pueden ser vistas como listas sin comienzo ni fin. Este tipo de listas es el más usado para dirigir buffers para “ingerir” datos, y para visitar todos los nodos de una lista a partir de uno dado. Una lista enlazada circular que contiene tres valores enteros Listas Enlazadas vs. Vectores o Matrices
  • 2.
    Las listas enlazadasposeen muchas ventajas sobre los arrays. Los elementos se pueden insertar en una lista indefinidamente mientras que un array tarde o temprano se llenará ó necesitará ser redimensionado, una costosa operación que incluso puede no ser posible si la memoria se encuentra fragmentada. En algunos casos se pueden lograr ahorros de memoria almacenando la misma „cola‟ de elementos entre dos o más listas – es decir, la lista acaba en la misma secuencia de elementos. De este modo, uno puede añadir nuevos elementos al frente de la lista manteniendo una referencia tanto al nuevo como a los viejos elementos - un ejemplo simple de una estructura de datos persistente. Por otra parte, los arrays permiten acceso aleatorio mientras que las listas enlazadas sólo permiten acceso secuencial a los elementos. Las listas enlazadas simples, de hecho, solo pueden ser recorridas en una dirección. Esto hace que las listas sean inadecuadas para aquellos casos en los que es útil buscar un elementos por su índice rápidamente, como el heapsort. El acceso secuencial en los arrays también es más rápido que en las listas enlazadas. Otra desventaja de las listas enlazadas es el almacenamiento extra necesario para las referencias, que a menudos las hacen poco prácticas para listas de pequeños datos como caracteres o valores booleanos. También puede resultar lento y abusivo el asignar memoria para cada nuevo elemento. Existe una variedad de listas enlazadas que contemplan los problemas anteriores para resolver los mismos. Un buen ejemplo que muestra los pros y contras del uso de arrays sobre listas enlazadas es la implementación de un programa que resuelva el problema de Josephus. Este problema consiste en un grupo de personas dispuestas en forma de círculo. Se empieza a partir de una persona predeterminadas y se cuenta n veces, la persona n-ésima se saca del círculo y se vuelve a cerrar el grupo. Este proceso se repite hasta que queda una sola persona, que es la que gana. Este ejemplo muestra las fuerzas y debilidades de las listas enlazadas frente a los arrays, ya que viendo a la gente como nodos conectados entre sí en una lista circular se observa como es más fácil suprimir estos nodos. Sin embargo, se ve como la lista perderá utilidad cuando haya que encontrar a la siguiente persona a borrar. Por otro lado, en un array el suprimir los nodos será costoso ya que no se puede quitar un elemento sin reorganizar el resto. Pero en la búsqueda de la n-ésima persona tan sólo basta con indicar el índice n para acceder a él resultando mucho más eficiente. LISTAS SIMPLES
  • 3.
    La forma mássimple de estructura dinámica es la lista Simple. En esta forma los nodos se organizan de modo que cada uno apunta al siguiente, y el último no apunta a nada, es decir, el puntero del nodo siguiente vale NULL. En las listas abiertas existe un nodo especial: el primero. Normalmente diremos que nuestra lista es un puntero a ese primer nodo y llamaremos a ese nodo la cabeza de la lista. Eso es porque mediante ese único puntero podemos acceder a toda la lista. Cuando el puntero que usamos para acceder a la lista vale NULL, diremos que la lista está vacía. TIPS!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! Sólo hay un modo de moverse a través de una lista Simple……hacia delante!!. El primer elemento es el más accesible, ya que es a ese a que apunta el puntero que define la lista. Para obtener un puntero al primer elemento bastará con copiar el puntero Lista. Supongamos que tenemos un puntero nodo que señala a un elemento de una lista. Para obtener un puntero al siguiente bastará con asignarle el campo "siguiente" del nodo, nodo->siguiente. Ya hemos dicho que no es posible retroceder en una lista, de modo que para obtener un puntero al nodo anterior a uno dado tendremos que partir del primero, e ir avanzando hasta que el nodo siguiente sea precisamente el nodo buscado. Para obtener un puntero al último elemento de una lista partiremos de un nodo cualquiera, por ejemplo el
  • 4.
    primero, y avanzaremoshasta que su nodo siguiente sea NULL. Basta con comparar el puntero Lista con NULL, si Lista vale NULL la lista está vacía. El algoritmo genérico para borrar una lista completa consiste simplemente en borrar el primer elemento sucesivamente mientras la lista no esté vacía. Con las listas tendremos un pequeño repertorio de operaciones básicas que se pueden realizar: Añadir o insertar elementos. Buscar o localizar elementos. Borrar elementos. Moverse a través de una lista, siguiente, primero. Cada una de estas operaciones tendrá varios casos especiales, por ejemplo, no será lo mismo insertar un nodo en una lista vacía, o al principio de una lista no vacía, o la final, o en una posición intermedia.
  • 5.
    DEFINICION El nodo típicopara construir listas tiene esta forma: Clase NodosLista Inicio Object datos; NodosLista siguiente; // datos:: que almacena la información // siguiente : Apuntador o enlace a otros nodos NodosLista(Object valor) Inicio datos=valor;// siguiente=null;// Fin //--Constructor Crea un nodo de tipo Object y al siguiente nodo de la lista --// NodosLista (Object valor,NodosLista signodo) // parámetro valor capturado en método principal y signodo para ligar el puntero a la ultima posición Inicio datos=valor;// Se asigna el valor digitado en el campo de datos siguiente=signodo; //siguiente se refiere al siguiente nodo Fin //Retorna el dato que se encuentra en ese nodo Object getObject() Inicio return datos; Fin //Retorna el siguiente nodo NodosLista getnext() Inicio return siguiente; Fin Fin NodosLista es el tipo para declarar listas, como puede verse, un puntero a un nodo y una lista son la misma cosa. En realidad, cualquier puntero a un nodo es una lista, cuyo primer elemento es el nodo apuntado.
  • 6.
    DEFINICION DE LACLASE LISTA clase ListaSimple inicio NodosLista PrimerNodo;// se define el primer nodo de la lista NodosLista UltimoNodo;// se define el ultimo nodo de la lista String Nombre;// variable de tipo string para almacenar dato METODOS ASOCIADOS METODO PARA DETERMINAR SI UNA LISTA ESTA VACIA publico booleano VaciaLista() Inicio Retornar PrimerNodo ==null; // si el primer nodo apunta a null esta vacia fin METODO PARA INSERTAR UN NODO EN UNA LISTA VACIA Este es, evidentemente, el caso más sencillo. Partiremos de que ya tenemos el nodo a insertar y, por supuesto un puntero que apunte a la lista valdrá NULL: publico ListaSimple(cadena s) // el valor que se captura en menú para el primer nodo inicio Nombre=s; PrimerNodo=UltimoNodo=null; // tanto el primero como ultimo se apunta a null esto determina unico dato capturado en S pero se para a var Nombre Fin Podemos considerar el caso anterior como un caso particular de éste, la única diferencia es que en el caso anterior la lista es una lista vacía, pero siempre podemos, y debemos considerar una lista vacía como una lista.
  • 7.
    METODO PARA INSERTARUN NODO AL PRINCIPIO DE UNA LISTA De nuevo partiremos de un nodo a insertar, con un puntero que apunte a él, y de una lista, en este caso no vacía: El proceso sigue siendo muy sencillo: 1. Hacemos que el nodo->siguiente apunte a Lista. 2. Hacemos que Lista apunte a nodo. Publico InsertaInicio(Object ElemInser) Inicio Si(VaciaLista()) // se verifica contenido en la lista PrimerNodo=UltimoNodo=new NodosLista(ElemInser); sino PrimerNodo=new NodosLista(ElemInser, PrimerNodo); Fin Nota: Ojo con la definición de los nodos y verificar los parámetros, incentivo para el estudiante que identifique lo sucedido en el método insertar al inicio.
  • 8.
    METODO PARA INSERTARUN NODO AL FINAL DE UNA LISTA Este es otro caso especial. Para este caso partiremos de una lista no vacía: El proceso en este caso tampoco es excesivamente complicado: 1. Necesitamos un puntero que señale al último elemento de la lista. Se nombro al inicio de la clase un nodo con el nombre de UltimoNodo. 2. Hacer que nodo->siguiente sea NULL. 3. Hacer que ultimo->siguiente sea nodo. publico InsertaFinal(Object ElemInser) Inicio si(VaciaLista()) // se verifica contenido en la lista PrimerNodo= UltimoNodo = new NodosLista (ElemInser); sino UltimoNodo=UltimoNodo.siguiente=new NodosLista(ElemInser); Fin Si Fin Método
  • 9.
    METODO PARA RECORRERY MOSTRAR LOS ELEMENTOS DE UNA LISTA Se indico que las listas simples elaboran el recorrido desde el principio de la lista al final de la misma, por lo cual se crea un nodo auxiliar llamado Actual que almacena temporalmente el principio de la lista y es el encargado de realizar dicho recorrido hasta que tenga el valor de null. Publico Imprimir() Inicio Si (VaciaLista()) Inicio System.out.println("Vacia" + Nombre); Sino Escriba ("La "+Nombre + " es: "); NodosLista Actual=PrimerNodo; MQ (Actual != null Escriba (Actual.datos.toString()+" "); Actual=Actual.siguiente;// se hace referencia al siguiente nodo Fin MQ Fin Si Fin Método
  • 10.
    METODO PARA ELIMINARUN NODO DE UNA LISTA En todos los demás casos, eliminar un nodo se puede hacer siempre del mismo modo. Supongamos que tenemos una lista con al menos dos elementos, y un puntero al nodo anterior al que queremos eliminar. Y un puntero auxiliar nodo. Hacemos que nodo apunte al nodo que queremos borrar. Ahora, asignamos como nodo siguiente del nodo anterior, el siguiente al que queremos eliminar: anterior->siguiente = nodo->siguiente. publico EliminaEle(Object ele) inicio NodosLista aux=PrimerNodo; NodosLista p=PrimerNodo; NodosLista ant=null; boolean enc=false; MQ ((aux != null) && (enc==false)) inicio Si (ele.equals(aux.datos)) enc=true; sino ant=aux; aux=aux.siguiente; Fin Si Fin MQ SI (enc==true) Si (aux.equals(PrimerNodo)) PrimerNodo=aux.siguiente; Sino Si (aux.equals(UltimoNodo)) UltimoNodo=ant; ant.siguiente=null; Sino NodosLista i=aux.siguiente; aux=ant; aux.siguiente=i; PrimerNodo=p; Fin SI Fin SI Fin Si Fin Metodo