Unidad 1 Introducción a las Estructuras de Datos

Transcripción

1 Unidad 1 Introducción a las Estructuras de Datos 1.1 Clasificación de las estructuras de datos. 1.2 Tipos de datos abstractos (TDA). 1.3 Ejemplos de TDAs. 1.4 Manejo de memoria Estática. 1.5 Manejo de memoria Dinámica. 1.6 Análisis de Algoritmos Complejidad en el tiempo Complejidad en el Espacio Eficiencia de Algoritmos.

2 1.1 Clasificación de las Estructuras de Datos Hay varias formas de clasificar las Estructuras de Datos. Fundamentales o Primitivas.- Son las estructuras que se consideran indivisibles para fines de las aplicaciones. Las variables de tipo integer, float, char, etc. Complejas.- Arreglos, Strings, Archivos, Pilas, Colas, Árboles, etc.

3 1.1 Clasificación de las Estructuras de Datos También se pueden clasificar en: Lineales.- Son las estructuras cuyos elementos están organizados en una secuencia lineal. Los arreglos son un ejemplo de éstas. No Lineales.- los elementos no tienen una secuencia, por ejemplo,los Árboles y los grafos.

4 1.1 Clasificación de las Estructuras de Datos La clasificación que nos ocupa para esta primera parte del curso es: Estáticas.- Son aquellas cuyo espacio ocupado y la dirección asociada en la memoria, se determinan al tiempo de la compilación. Dinámicas.- Son aquellas que se expanden o se reducen durante la ejecución del programa de acuerdo a las necesidades del mismo.

5 1.2 Tipos de Datos Abstractos Aunque la programación de computadoras es realizada por personas con conocimientos extensos en las ciencias computacionales, si no se escondiera la complejidad natural de los datos a los diseñadores y programadores de computadoras no se hubiera alcanzado el grado de desarrollo que tiene en la actualidad la industria informática. De eso se trata la abstracción de datos.

6 1.2 Tipos de Datos Abstractos Qué es la abstracción? Análisis de una cosa prescindiendo de los detalles de sus componentes. Ejemplo: El caballito en la Ciudad de México Sebastián

7 1.2 Tipos de Datos Abstractos abstracción AUTO combustible dirección motor frenos transmisión

8 1.2 Tipos de Datos Abstractos abstracción Estudiante Número de Matrícula Nombre Carrera Semestre que cursa

9 1.2 Tipos de Datos Abstractos Tipo de dato abstracto es un concepto en el que el tipo de dato está definido por su comportamiento desde el punto de vista del usuario de los datos y no del programador. Si el usuario del TDA es la misma persona quien lo programó, en forma natural, ignorará la estructura interna del TDA y solo se concentrará en su comportamiento (de esta forma la programación es más sencilla).

10 Ejercicio 1 Escriba un programa, en C++ preferentemente, que resuelva el siguiente problema: Un mecánico de automóviles necesita realizar varias pruebas de compresión a uno de los cilindros de un automóvil.

11 A intervalos de 10 segundos aproximadamente va a realizar varias tomas de la compresión pero no se sabe de antemano cuantas va a realizar. El mecánico va a registrar una a una las diferentes lecturas del manómetro. La presión se registrará en PSI (libras por pulgada cuadrada; valor numérico entero). El mecánico indicará al programa que las lecturas terminaron, escribiendo como valor un cero. El programa deberá reportar el primer valor y el último registrados, el número de lecturas realizadas el valor promedio y el número de lecturas mayores al promedio.

12 Para resolver ciertas aplicaciones de manera más simple, es conveniente tener vectores dinámicos (la memoria empleada por los vectores es estática) Memoria estática: Espacio reservado en la memoria durante la compilación; el espacio se libera al terminar la ejecución del programa Memoria dinámica: Espacio reservado o liberado durante la ejecución del programa. 8 9

13 Se requiere usar vectores dinámicos, en un programa, de la siguiente manera: VectorDinamico x; Ejemplo de uso // Declaración de un vector dinámico Significado x.anadir( * ); // añadir al final un * x.insertar( #,3); // insertar un # en la posición 3 x.eliminar(5) // Eliminar el dato de la posición 5 x.modiftamanio(11); // Modificar tamaño del vector a 11 cout << x.getdato(5) // Consultar el dato de la posición 5 cout << x.gettamanio() // Número total de datos guardados

14 Si los arreglos son estáticos como lograr este comportamiento? Con un TDA que asuma a un vectoor y aun entero (que contenga el número de posiciones usadas del vector) como un vector dinámico VectorDinamico::Constructor() Numdatos 0

15 VectorDinamico::Anadir(dato) Vector[NumDatos] dato Numdatos NumDatos + 1

16 VectorDinamico::Insertar(dato,pos) Copiar cada valor, entre las posiciones NumDatos-1 y pos, a la siguiente dirección. A este proceso se le llama corrimiento inverso. Vector[pos] dato NumDatos NumDatos + 1

17 VectorDinamico::Eliminar(pos) Copiar cada valor, entre las posiciones pos+1 y NumDatos-1, a la dirección anterior. NumDatos NumDatos - 1

18 VectorDinamico::ModifTam(NuevoTamanio) Long NuevoTamanio

19 VectorDinamico::GetDato(pos) Regresa como resultado Vector[pos]

20 VectorDinamico::GetTamanio() Regresa como resultado NumDatos

21 Ejercicio 2 Tema 1.3 Usar la clase VectorDinamico para la siguiente aplicación de un Vector: 1.- Añadir un carácter. 2.- Insertar un carácter. 3.- Eliminar un carácter. 4.- Modificar el tamaño del vector. 5.- Imprimir el contenido del vector.