Programación – Tema 8

Programación
Unidad 8
Resumen Teórico
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SALTA
Programación
TÉCNICO UNIVERSITARIO EN PROGRAMACIÓN1
1
Asignación Dinámica de Memoria (1)
• La memoria dinámica es una zona de memoria
perteneciente al programa, distinta de la memoria de
datos, en donde se almacenan las variables dinámicas:
aquellas que pueden crearse reservando la memoria
necesaria en forma dinámica (en tiempo de ejecución) y
cuando ya no sean útiles, eliminarlas liberando dicho
espacio para que pueda ser utilizado por el programa.
La gestión de la memoria dinámica se realiza
básicamente con dos funciones que se encuentran en el
archivo stdlib.h:
 Reservar: void * malloc(int);
 Liberar: void * free(void *);
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Asignación Dinámica de Memoria (2)
• void * malloc(int): Esta función recibe como
parámetro el tamaño en bytes del bloque de memoria
que se quiere reservar. La función se encarga de buscar
una zona de memoria contigua del tamaño que se quiere
reservar. Si la encuentra, devuelve la dirección de
memoria de la celda inicial. Dicha dirección se devuelve
como un puntero genérico (de tipo void *). En caso de
no encontrar suficiente memoria para satisfacer la
petición, la función devolverá el valor NULL. Por
ejemplo:
struct Registro * puntero;
puntero = malloc(sizeof(struct Registro));
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Asignación Dinámica de Memoria (3)
• void * free(void *): Esta función requiere como
parámetro la dirección inicial de una zona de memoria
dinámica reservada previamente. Esta dirección debe
ser tal y como la suministró la función malloc. La
función free se encarga de marcar como libre dicha zona
de memoria, y de incorporarla al resto de la memoria
dinámica. Si el parámetro es una dirección de memoria
que no ha sido reservada previamente por malloc, los
resultados son impredecibles. Por ejemplo:
free(puntero);
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Estructuras Dinámicas de Datos
• Son aquellas estructuras cuyo tamaño (dado en longitud
ó en número de elementos) varía en tiempo de
ejecución. Se clasifican en:
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Estructuras Dinámicas Lineales
• Las operaciones básicas que se pueden realizar en las
estructuras dinámicas lineales son las siguientes:
1) Recorrer: Procesar cada elemento de la estructura.
2) Búscar: Recuperar
específico.
la posición
de un
elemento
3) Agregar: Insertar un nuevo elemento a la estructura.
4) Eliminar: Borrar un elemento de la estructura.
5) Ordenar: Ordenamiento de los elementos de la
estructura, de acuerdo a los valores que contiene.
6) Mezclar: Combinar dos estructuras en una sola.
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Listas Enlazadas con Punteros (1)
• Una lista enlazada es una colección lineal de elementos
de cualquier tipo denominados nodos, que durante la
ejecución del programa va creciendo ó decreciendo en
cantidad de elementos, según las necesidades.
• En una lista lineal el orden de los elementos se establece
haciendo que cada elemento apunte al siguiente
elemento, es decir que cada elemento tiene información
de dónde se encuentra el siguiente elemento, de ahí el
nombre de lista enlazada.
• Existe un puntero especial llamado inicio, que
contiene la dirección del primer elemento de la lista.
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Listas Enlazadas con Punteros (2)
• Cada nodo de la lista es un registro con al menos dos
componentes, la primera almacena el dato genérico (de
cualquier tipo) y la segunda es un puntero para poder
señalar al siguiente elemento (tendrá el valor NULL si es
el último elemento). Por ejemplo, una lista de números
enteros tiene la siguiente forma:
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Listas Enlazadas con Punteros (3)
• Algunas de las operaciones que podemos realizar con
listas son las siguientes:
 Inicializar: Hacer que la lista no contenga elementos.
 esVacía: Indicar si la lista contiene o no elementos.
 Insertar: Agregar un elemento a la lista.
 Eliminar: Sacar un elemento de la lista.
 Buscar: Buscar un elemento en la lista.
 Recorrer: Visitar todos los elementos de la lista.
 Largo: Determinar el número de elementos de la lista.
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Listas Enlazadas con Punteros (4)
• Para poder implementar las operaciones que podemos
hacer con una lista, realizaremos primeramente las
siguientes declaraciones:
struct nodo{
int dato;
struct nodo *sgte;
};
typedef struct nodo tipoNodo;
typedef tipoNodo *ptrNodo;
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Listas Enlazadas con Punteros (5)
• Inicializar: Como función y como procedimiento,
respectivamente.
ptrNodo Inicializar(void){
return(NULL);
}
void Inicializar(ptrNodo *inicio){
*inicio = NULL;
}
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Listas Enlazadas con Punteros (6)
• esVacía: Devuelve Verdadero (1) si la lista está vacía, en
caso contrario devuelve Falso (0).
int esVacia(ptrNodo inicio){
if (inicio != NULL)
return (0);
else
return (1);
}
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Listas Enlazadas con Punteros (7)
• Agregar (1):
tipoNodo *p;
p = malloc(sizeof(tipoNodo));
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Listas Enlazadas con Punteros (8)
• Agregar (2):
p -> dato = x; // x = 5
p -> sgte = inicio;
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Listas Enlazadas con Punteros (9)
• Agregar (3):
inicio = p;
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Listas Enlazadas con Punteros (10)
• Agregar (4): Como función.
ptrNodo Agregar(int x, ptrNodo inicio){
ptrNodo p;
p = (ptrNodo) malloc(sizeof(tipoNodo));
p -> dato = x; // x = 5
p -> sgte = inicio;
inicio = p;
return(inicio);
}
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Listas Enlazadas con Punteros (11)
• Agregar (5): Como procedimiento.
void Agregar(int x, ptrNodo *inicio){
ptrNodo p;
p = (ptrNodo) malloc(sizeof(tipoNodo));
p -> dato = x; // x = 5
p -> sgte = inicio;
*inicio = p;
}
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Listas Enlazadas con Punteros (12)
• Mostrar:
void Mostrar(tipoLista inicio){
ptrNodo p;
p = inicio;
while (p != NULL){
printf("%i", p -> dato);
p = p -> sgte;
}
}
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Listas Enlazadas con Punteros (13)
• Buscar:
ptrNodo Buscar(int x, ptrNodo inicio){
ptrNodo p;
p = inicio;
while (p != NULL){
if (p -> dato == x) return(p);
else p = p -> sgte;
}
}
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Listas Enlazadas con Punteros (14)
• Eliminar (1):
p = inicio; q = NULL;
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Listas Enlazadas con Punteros (15)
• Eliminar (2):
while(p != NULL) && (!band){
band = (p -> dato == x);
if (!band){q = p; p = p -> sgte;}
}
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Listas Enlazadas con Punteros (16)
• Eliminar (3):
q -> sgte = p -> sgte;
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Listas Enlazadas con Punteros (17)
• Eliminar (4):
free(p);
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Listas Enlazadas con Punteros (18)
• Eliminar (5): No contempla eliminar el nodo inicio.
void Eliminar(int x, ptrNodo *inicio){
ptrNodo p, q; int band = 0;
p = *inicio; q = NULL;
while((p != NULL) && (!band)){
band = (p -> dato == x);
if (!band){q = p; p = p -> sgte;}
}
q -> sgte = p -> sgte; free(p);
}
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Listas Enlazadas con Punteros (19)
• Largo: Devuelve la cantidad de elementos (nodos) que
contiene una lista.
int Largo(ptrNodo inicio){
ptrNodo p, int cant = 0;
for (p = inicio; p != NULL; p = p -> sgte)
{
cant++;
}
return(cant);
}
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Listas Enlazadas con Punteros (20)
main(){ // con funciones
ptrNodo Lista = Inicializar();
Lista = Agregar(3,Lista);
Lista = Agregar(9,Lista);
Lista = Agregar(6,Lista);
Mostrar(Lista);
Lista = Agregar(5,Lista);
Mostrar(Lista);
Eliminar(9,Lista);
Mostrar(Lista);
}
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Listas Enlazadas con Punteros (21)
main(){ // con procedimientos
ptrNodo Lista; Inicializar(&Lista),
Agregar(3,&Lista);
Agregar(9,&Lista);
Agregar(6,&Lista);
Mostrar(Lista);
Agregar(5,&Lista);
Mostrar(Lista);
Eliminar(9,&Lista);
Mostrar(Lista);
}
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Pilas con Punteros (1)
• Una pila representa una estructura lineal de datos en
que se puede agregar o quitar elementos únicamente
por uno de los dos extremos. En consecuencia, los
elementos de una pila se eliminan en el orden inverso al
que se insertaron. Debido a está característica, se le
conoce como estructura LIFO (Last Input, First Output).
• Existen muchos casos prácticos en los que se utiliza la
idea de pila, como por ejemplo: una pila de platos, de
libros, etc.
• Existe un puntero especial llamado cima, que contiene
la dirección del primer elemento de la pila (el de más
arriba).
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Pilas con Punteros (2)
• Otro ejemplo de utilización de una pila es la evaluación
general de cualquier expresión matemática, para evitar
tener que calcular el número de variables temporales
que hacen falta. Por ejemplo, se la siguiente expresión:
3 + 4 * (8 – 2 * 5)
• Entonces la pila contendrá sucesivamente, los valores:
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Pilas con Punteros (3)
• Algunas de las operaciones que podemos realizar con
pilas son las siguientes:
 Inicializar: Hacer que la pila no contenga elementos.
 esVacía: Indicar si la pila contiene o no elementos.
 Poner (push): Agregar un elemento a la pila.
 Sacar (pop): Eliminar un elemento de la pila.
 Mostrar: Visitar todos los elementos de la pila.
 Buscar: Buscar un elemento en la pila.
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Pilas con Punteros (4)
• Al igual que las listas, a la pila la podemos representar
como una sucesión de nodos, que son registro con al
menos dos componentes, la primera almacena el dato
genérico y la segunda es un puntero para poder señalar
al siguiente elemento (tendrá el valor NULL si es el
último elemento). Por ejemplo, una pila de números
enteros tiene la siguiente forma:
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Pilas con Punteros (5)
• Para poder implementar las operaciones que podemos
hacer con una pila, realizaremos primeramente las
siguientes declaraciones:
struct nodo{
int dato;
struct nodo *sgte;
};
typedef struct nodo tipoNodo;
typedef tipoNodo *ptrNodo;
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Pilas con Punteros (6)
• Inicializar: Como función y como procedimiento,
respectivamente.
ptrNodo Inicializar(void){
return(NULL);
}
void Inicializar(ptrNodo *cima){
*cima = NULL;
}
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Pilas con Punteros (7)
• Vacía: Devuelve Verdadero (1) si la lista está vacía, en
caso contrario devuelve Falso (0),
int esVacia(ptrNodo cima){
if (cima != NULL)
return (0);
else
return (1);
}
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Pilas con Punteros (8)
• Poner (1): Como función.
ptrNodo Poner(int x, ptrNodo cima){
ptrNodo p;
p = (ptrNodo) malloc(sizeof(tipoNodo));
p -> dato = x;
p -> sgte = cima;
cima = p;
return(cima);
}
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Pilas con Punteros (9)
• Poner (2): Como procedimiento.
void Poner(int x, ptrNodo *cima){
ptrNodo p;
p = (ptrNodo) malloc(sizeof(tipoNodo));
p -> dato = x;
p -> sgte = *cima;
*cima = p;
}
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Pilas con Punteros (10)
• Sacar:
int Sacar(ptrNodo *cima){
ptrNodo p; int elem;
if (!esVacia(*cima)){
p = *cima;
elem = p -> dato;
*cima = p -> sgte;
free(p);
return (elem);
}
}
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Pilas con Punteros (11)
main(){ // con procedimientos
ptrNodo Pila; Inicializar(&Pila),
Poner(3,&Pila);
Poner(9,&Pila);
Poner(6,&Pila);
Mostrar(Pila);
Poner(5,&Pila);
Mostrar(Pila);
printf("Elemento: %d", Sacar(&Pila));
Mostrar(Pila);
}
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Colas con Punteros (1)
• Una cola es un tipo particular de lista enlazada, en la
que sólo se pueden insertar nodos en uno de los
extremos de la lista, y sólo se pueden eliminar nodos en
el otro extremo. Además, como sucede con las pilas, las
escrituras de datos son siempre inserciones de nodos, y
las lecturas siempre eliminan el nodo leído. Este tipo de
lista es conocida como lista FIFO (Last In, First Out), ya
que el primero en entrar es el primero en salir.
• Existen dos punteros especiales llamado inicio y
final, que contienen la dirección del primer y último
elemento de la cola, respectivamente.
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Colas con Punteros (2)
• Un ejemplo cotidiano es una cola para comprar, por
ejemplo las entradas a un espectáculo. Los compradores
que van llegando, se van ubicando al final de la cola, y
sólo el primero de la cola puede comprar la entrada.
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Colas con Punteros (3)
• Para poder implementar las operaciones que podemos
hacer con una cola, realizaremos primeramente las
siguientes declaraciones:
struct nodo{
int dato;
struct nodo *sgte;
};
typedef struct nodo tipoNodo;
typedef tipoNodo *ptrNodo;
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Colas con Punteros (4)
• Para un menor manejo de los punteros inicio y final, los
encapsularemos en una estructura de la siguiente
manera:
struct cola{
ptrNodo inicio;
ptrNodo final;
};
typedef struct cola tipoCola;
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Colas con Punteros (5)
• Inicializar:
void Inicializar(tipoCola *Q){
(*Q).inicio = NULL;
(*Q).final = NULL;
}
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Colas con Punteros (6)
• Vacía: Devuelve Verdadero (1) si la cola está vacía, en
caso contrario devuelve Falso (0).
int Vacia(tipoCola Q){
if (Q.inicio != NULL)
return (0);
else
return (1);
}
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Colas con Punteros (7)
• Agregar: Suponemos que la cola no está vacía.
void Agregar(int x, tipoCola *Q){
ptrNodo p;
p = (ptrNodo) malloc(sizeof(tipoNodo));
p -> dato = x;
p -> sgte = NULL;
(*Q).final -> sgte = p;
(*Q).final = p;
}
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Colas con Punteros (8)
• Eliminar:
int Eliminar(tipoCola *Q){
int x; ptrNodo p;
if (!esVacia(*Q)){
p = (*Q).inicio;
x = p -> dato;
(*Q).inicio = p -> sgte;
free(p); return(x);
}
}
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Colas con Punteros (9)
• Mostrar:
void Mostrar(tipoCola Q){
ptrNodo p;
p = Q.inicio;
while (p != NULL){
printf("%i", p -> dato);
p = p -> sgte;
}
}
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Colas con Punteros (10)
main(){ // con procedimientos
tipoCola Cola; Inicializar(&Cola),
Agregar(3,&Cola);
Agregar(9,&Cola);
Agregar(6,&Cola);
Mostrar(Cola);
Agregar(5,&Cola);
Mostrar(Cola);
printf("Elemento: %d", Eliminar(&Cola));
Mostrar(Cola);
}
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