Contenido. Prólogo... Capítulo 1. Algoritmos y estructuras de datos Introducción... 24

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1 Contenido Prólogo... vii Capítulo 1. Algoritmos y estructuras de datos... 1 Introducción Tipos de datos Tipos primitivos de datos Tipos de datos compuestos y agregados La necesidad de las estructuras de datos Etapas en la selección de una estructura de datos Algoritmos y programas Propiedades de los algoritmos Programas Eficiencia y exactitud Eficiencia de un algoritmo Formato general de la eficiencia Análisis de rendimiento Notación O-grande Descripción de tiempos de ejecución con la notación o Determinar la notación o Propiedades de la notación o-grande Complejidad de las sentencias básicas de java RESUMEN EJERCICIOS capítulo 2. Tipos de datos: clases y objetos Introducción Abstracción en lenguajes de programación Abstracciones de control Abstracciones de datos Tipos abstractos de datos Ventajas de los tipos abstractos de datos Implementación de los tad Especificación de los tad Especificación informal de un tad Especificación formal de un tad Clases y objetos Qué son objetos? Qué son clases? Declaración de una clase Objetos Visibilidad de los miembros de la clase Métodos de una clase xv

2 xvi Contenido Implementación de las clases Clases públicas Paquetes Sentencia package Import Constructores Constructor por defecto Constructores sobrecargados Recolección de objetos Método finalize() Objeto que envia el mensaje: this Miembros static de una clase Variables static Métodos static Clase object Operador instanceof Tipos abstractos de datos en Java Implementación del tad Conjunto RESUMEN EJERCICIOS PROBLEMAS Capítulo 3. Arrays (arreglos) y cadenas Introducción Arrays (arreglos) Declaración de un array Creación de un array Subíndices de un array Tamaño de los arrays. Atributo length Verificación del índice de un array Inicialización de un array Copia de arrays Arrays multidimensionales Inicialización de arrays multidimensionales Acceso a los elementos de arrays bidimensionales Arrays de más de dos dimensiones Utilización de arrays como parámetros Precauciones Cadenas. Clase String Declaración de variables Cadena Inicialización de variables Cadena Inicialización con un constructor de String Asignación de cadenas Métodos de String Operador + con cadenas Clase Vector Creación de un Vector Insertar elementos... 86

3 Contenido xvii Acceso a un elemento Eliminar un elemento Búsqueda RESUMEN EJERCICIOS PROBLEMAS Capítulo 4. Clases derivadas y polimorfismo Introducción Clases derivadas Declaración de una clase derivada Diseño de clases derivadas Sobrecarga de métodos en la clase derivada Herencia pública Constructores en herencia Sintaxis Referencia a la clase base: super Métodos y clases no derivables: atributo final Conversiones entre objetos de clase derivada y clase base Métodos abstractos Clases abstractas Polimorfismo Uso del polimorfismo Ventajas del polimorfismo Interfaces Implementación de una interfaz Jerarquía de interfaz Herencia de clases e implementación de interfaz Variables interfaz RESUMEN EJERCICIOS PROBLEMAS Capítulo 5. Algoritmos recursivos Introducción La naturaleza de la recursividad Métodos recursivos Recursividad indirecta: métodos mutuamente recursivos Condición de terminación de la recursión Recursión versus iteración Directrices en la toma de decisión iteración/recursión Recursión infinita Algoritmos divide y vencerás Torres de Hanoi Búsqueda binaria Backtracking, algoritmos de vuelta atrás Problema del Salto del caballo Problema de las ocho reinas

4 xviii Contenido 5.6. Selección óptima Problema del viajante RESUMEN EJERCICIOS PROBLEMAS Capítulo 6. Algoritmos de ordenación y búsqueda Introducción Ordenación Algoritmos de ordenación básicos Ordenación por intercambio Codificación del algoritmo de ordenación por intercambio Complejidad del algoritmo de ordenación por intercambio Ordenación por selección Codificación del algoritmo de selección Complejidad del algoritmo de selección Ordenación por inserción Algoritmo de ordenación por inserción Codificación del algoritmo de ordenación por inserción Complejidad del algoritmo de inserción Ordenación Shell Algoritmo de ordenación shell Codificación del algoritmo de ordenación shell Análisis del algoritmo de ordenación shell Ordenación rapida (Quicksort) Algoritmo Quicksort Codificación del algoritmo Quicksort Análisis del algoritmo Quicksort Ordenación de objetos Búsqueda en listas: búsqueda secuencial y binaria Búsqueda secuencial Búsqueda binaria Algoritmo y codificación de la búsqueda binaria Análisis de los algoritmos de búsqueda RESUMEN EJERCICIOS PROBLEMAS Capítulo 7. Algoritmos de ordenación de archivos Introducción Flujos y archivos Clase File Flujos y jerarquía de clases Archivos de bajo nivel: Fileinputstream y Fileoutputstream Ordenación de un archivo. Métodos de ordenación externa Mezcla directa Codificación del algoritmo de mezcla directa

5 Contenido xix 7.6. Fusión natural Algoritmo de la fusión natural Mezcla equilibrada múltiple Algoritmo de la mezcla equilibrada múltiple Declaración de archivos para la mezcla equilibrada múltiple Cambio de finalidad de un archivo: entrada salida Control del número de tramos Codificación del algoritmo de mezcla equilibrada múltiple Método polifásico de ordenación externa Mezcla polifásica con m = 3 archivos Distribución inicial de tramos Algoritmo de la mezcla Mezcla polifásica versus mezcla múltiple RESUMEN EJERCICIOS PROBLEMAS Capítulo 8. Listas enlazadas Introducción Fundamentos teóricos de listas enlazadas Clasificación de listas enlazadas Tipo abstracto de datos (tad) lista Especificación formal del tad Lista Operaciones de listas enlazadas Declaración de un nodo Acceso a la lista: cabecera y cola Construcción de una lista Inserción de un elemento en una lista Insertar un nuevo elemento en la cabeza de la lista Inserción al final de la lista Insertar entre dos nodos de la lista Búsqueda en listas enlazadas Eliminación de un nodo de una lista Lista ordenada Clase ListaOrdenada Lista doblemente enlazada Nodo de una lista doblemente enlazada Insertar un elemento en una lista doblemente enlazada Eliminar un elemento de una lista doblemente enlazada Listas circulares Insertar un elemento en una lista circular Eliminar un elemento en una lista circular Recorrer una lista circular Listas enlazadas genéricas Declaración de la clase lista genérica Iterador de lista RESUMEN EJERCICIOS PROBLEMAS

6 xx Contenido Capítulo 9. Pilas Introducción Concepto de pila Especificaciones de una pila Tipo de dato pila implementado con arrays Clase PilaLineal Implementación de las operaciones sobre pilas Operaciones de verificación del estado de la pila Pila dinámica implementada con un vector El tipo pila implementado como una lista enlazada Clase Pila y Nodopila Implementación de las operaciones del tad Pila con listas enlazadas Evaluación de expresiones aritméticas con pilas Notación prefija y notación postfija de una expresiones aritmética Evaluación de una expresión aritmética Transformación de una expresión infija a postfija Evaluación de la expresión en notación postfija RESUMEN EJERCICIOS PROBLEMAS Capítulo 10. Colas Introducción Concepto de Cola Especificaciones del tipo abstracto de datos Cola Colas implementadas con arrays Declaración de la clase Cola Cola con un array circular Clase Cola con array circular Cola con una lista enlazada Declaración de Nodo y Cola Bicolas: colas de doble entrada Bicola con listas enlazadas RESUMEN EJERCICIOS PROBLEMAS Capítulo 11. Colas de prioridades y montículos Introducción Colas de prioridades Declaración del tad cola de prioridad Implementación Tabla de prioridades Implementación Insertar

7 Contenido xxi Elemento de máxima prioridad Cola de prioridad vacía Vector de prioridades Insertar Elemento de máxima prioridad Cola de prioridad vacía Montículos Definición de montículo Representación de un montículo Propiedad de ordenación: condición de montículo Operaciones en un montículo Operación insertar Operación buscar mínimo Eliminar mínimo Ordenación por montículos (Heapsort) Algoritmo Codificación Análisis del algoritmo de ordenación por montículos Cola de prioridades en un montículo Ejemplo de cola de prioridades RESUMEN EJERCICIOS PROBLEMAS Capitulo 12. Tablas de dispersión, funciones hash Introducción Tablas de dispersión Definición de una tablas de dispersión Operaciones de tablas de dispersión Funciones de dispersión Aritmética modular Plegamiento Mitad del cuadrado Método de la multiplicación Colisiones y resolución de colisiones Exploración de direcciones Exploración lineal Exploración cuadrática Doble dirección dispersa Realizacion de una tabla dispersa Declaración de la clase TablaDispersa Inicialización de la tabla dispersa Posición de un elemento Insertar un elemento en la tabla Búsqueda de un elemento Dar de baja un elemento Direccionamiento enlazado Operaciones de la tabla dispersa enlazada Análisis del direccionamiento enlazado

8 xxii Contenido Realizacion de una tabla dispersa encadenada Dar de alta un elemento Eliminar un elemento Buscar un elemento RESUMEN EJERCICIOS PROBLEMAS Capítulo 13. Árboles. Árboles binarios y árboles ordenados Introducción Árboles generales y terminología Terminología Representación gráfica de un árbol Arboles binarios Equilibrio Árboles binarios completos Tad Árbol binario Operaciones en árboles binarios Estructura de un árbol binario Representación de un nodo Creación de un árbol binario Árbol de expresión Reglas para la construcción de árboles de expresiones Recorrido de un árbol Recorrido preorden Recorrido en orden Recorrido postorden Implementación Árbol binario de búsqueda Creación de un árbol binario de búsqueda Nodo de un árbol binario de búsqueda Operaciones en árboles binarios de búsqueda Búsqueda Insertar un nodo Eliminar un nodo RESUMEN EJERCICIOS PROBLEMAS Capítulo 14. Árboles de búsqueda equilibrados Introducción Eficiencia de la búsqueda en un árbol ordenado Árbol binario equilibrado, árboles avl Altura de un árbol equilibrado, árbol avl Inserción en árboles de busqueda equilibrados: rotaciones Proceso de inserción de un nuevo nodo Rotación simple Movimiento de enlaces en la rotación simple Rotación doble

9 Contenido xxiii Movimiento de enlaces en la rotación doble Implementación de la inserción con balanceo y rotaciones Borrado de un nodo en un árbol equilibrado Algoritmo de borrado Implementación de la operación borrado RESUMEN EJERCICIOS PROBLEMAS Capítulo 15. Grafos, representación y operaciones Introducción Conceptos y definiciones Grado de entrada, grado de salida de un nodo Camino Tipo Abstracto de Datos grafo Representacion de los grafos Matriz de adyacencia Matriz de adyacencia: Clase GrafoMatriz Listas de adyacencia Clase grafoadcia Realización de las operaciones con listas de adyacencia Recorrido de un grafo Recorrido en anchura Recorrido en profundidad Implementación: Clase recorregrafo Conexiones en un grafo Componentes conexas de un grafo Componentes fuertemente conexas de un grafo Matriz de caminos. Cierre transitivo Matriz de caminos y cierre transitivo Puntos de articulación de un grafo Búsqueda de los puntos de articulación Implementación RESUMEN EJERCICIOS PROBLEMAS Capítulo 16. Grafos, algoritmos fundamentales Introducción Ordenación topológica Algoritmo de una ordenación topológica Implementación del algoritmo de ordenación topológica Matriz de caminos: algoritmo de Warshall Implementación del algoritmo de warshall Caminos más cortos con un solo origen: agoritmo de dijkstra Algoritmo de dijkstra Codificación del algoritmo de dijkstra Todos los caminos mínimos: algoritmo de floyd Codificación del algoritmo de floyd

10 xxiv Contenido Árbol de expansión de coste mínimo Algoritmo de prim Codificación del algoritmo de prim Algoritmo de kruscal RESUMEN EJERCICIOS PROBLEMAS Capítulo 17. Colecciones Introducción Colecciones en Java Tipos de Colecciones Clases de utilidades: Arrays y collections Clase Arrays Clase Collections Comparación de objetos: comparable y comparator Comparable Comparator Vector y stack Vector Stack Iteradores de una colección Enumeration Iterator ListIterator Interfaz Collection Listas Arraylist Linkedlist Conjuntos AbstractSet Hashset TreeSet Mapas y diccionarios Dictionary Hashtable Map HashMap TreeMap Colecciones parametrizadas Declaración de un tipo parametrizado RESUMEN EJERCICIOS PROBLEMAS Bibliografía Prólogo