Tipos Abstractos de Datos

Transcripción

1 Unidad 6 Tipos Abstractos de Datos Tipos Abstractos de Datos (1) Un Tipo Abstracto de Datos (TAD) es una colección de valores más un conjunto de operaciones que sobre esos valores pueden realizarse, definidas mediante una especificación (interfaz) independiente de cualquier representación (implementación). TAD = valores + operaciones Por ejemplo, podemos pensar en el TAD Complejo, que representa a los números complejos, cuyos valores serían un par ordenado de números enteros, y con las operaciones de suma, parte real, módulo, etc. 1 2 Tipos Abstractos de Datos (2) El calificativo "abstracto" proviene de "abstracción", y se refiere al hecho de que hacemos la especificación del TAD, es decir, definimos el QUÉ (esto es, los valores que puede tomar y las operaciones que se pueden realizar sobre esos valores), sin tener ningún conocimiento sobre el CÓMO será la implementación del mismo. De esta manera, será posible cambiar la implementación, sin que esto implique tener que modificar a todos los programas que utilizan dicho TAD. 33 Tipos Abstractos de Datos (3) La manipulación de un TAD sólo depende de su especificación, nunca de su implementación. Dada una especificación de TAD hay muchas implementaciones igualmente válidas. Un cambio de implementación de un TAD es transparente a los programas que lo utilizan. Se pueden implementar los TADs sólo a partir de la especificación, sin saber para qué se van a usar. Se pueden utilizar los TAD s sólo conociendo la especificación. 4

2 Tipos Abstractos de Datos (4) 1. Especificación: Establecer la interfaz con el usuario del TAD, es decir, la parte pública (lo que necesita saber el usuario). Definir el qué es y hace, sin decir nada sobre el cómo lo hace. Realizar la lista de operaciones necesarias y especificarlas. La especificación debe ser clara, precisa, legible y no ambigua. Tipos Abstractos de Datos (5) 2. Implementación: Elegir la representación de los valores. Implementar las operaciones. Debe ser estructurada, legible y eficiente. Una propiedad deseable es el encapsulamiento, que se logra a partir de una representación privada, de manera que el usuario no conozca los detalles de la implementación (ocultamiento de la información) Tipos Abstractos de Datos (6) Tipos Abstractos de Datos (7) Especificación semiformal del TAD Complejo: 1) Valores Tipo: Complejo (C) Dominios: Z, C 2) Operaciones Constructora crear : Z Z C Generadora sumar: C C C 7 8

3 Tipos Abstractos de Datos (8) Selectoras ptereal: C Z modulo: C R Ecuaciones (con re 1, im 1, re 2, im 2 є Z) sumar(crear(re 1, im 1 ), crear(re 2, im 2 )) crear((re 1 + re 2 ), (im 1 + im 2 )) ptereal(crear(re 1, im 1 )) re 1 modulo(crear(re 1, im 1 )) raiz2 ((re 1 *re 1 ) + (im 1 * im 1 )) 9 Tipos Abstractos de Datos en C (1) 1) Crearemos nuestro TAD como un nuevo proyecto de nombre Complejo.dev y del tipo "Static Library". 2) Luego crearemos un archivo de cabecera (Complejo.h) que contendrá la interfaz de nuestro TAD, compuesta por las definiciones de tipos y los prototipos de nuestras funciones. 3) A continuación crearemos un archivo (Complejo.c) que contendrá la implementación de las funciones definidas anteriormente. 4) Finalmente compilamos el proyecto, obteniendo como resultado un archivo de nombre Complejo.a. 10 Tipos Abstractos de Datos en C (2) Tipos Abstractos de Datos en C (3) 11 12

4 Tipos Abstractos de Datos en C (4) 5) A partir de ahora, cada vez que necesitemos el TAD en nuestros programas, lo podremos utilizar previa inclusión de la sentencia #include "Complejo.h". Tipos Abstractos de Datos en C (5) 6) Por ejemplo, supongamos que necesitamos calcular la sumatoria de N números complejos. En este caso, utilizaremos el TAD Complejo para facilitar la resolución de este problema. Para ello, debemos incluir la biblioteca del TAD en la fase de enlazado. En el menú "Proyecto - Opciones del Proyecto", buscamos la pestaña "Parámetros", y en la columna de la derecha, correspondiente al "Enlazador (linker)", pulsamos el botón inferior y añadimos el archivo Complejo.a Tipos Abstractos de Datos en C (6) Complejo.h typedef struct{ int re; int im; Complejo; Complejo crear (int x, int y); Complejo sumar (Complejo x, Complejo y); int ptereal (Complejo z); float modulo (Complejo z); Tipos Abstractos de Datos en C (7) #include "Complejo.h" #include <math.h> Complejo.c Complejo crear (int x, int y){ Complejo z; z.re = x; z.im = y; return (z);

5 Tipos Abstractos de Datos en C (8) Complejo sumar (Complejo x, Complejo y){ x.re = x.re + y.re; x.im = x.im + y.im; return (x); int ptereal (Complejo z){ return(z.re); float modulo (Complejo z){ return(sqrt(z.re*z.re + z.im*z.im)); Tipos Abstractos de Datos en C (9) //Programa que suma N números complejos #include "Complejo.h" //incluyo el TAD #include <stdio.h> main(){ int a, b, i, N = 5; Complejo s; s = crear(0, 0); for(i = 1; i <= N; i++){ scanf("%d %d", &a, &b); s = sumar(s, crear(a, b)); printf("%d + %d i", s.re, s.im); 18