UNIVERSIDAD DR. JOSE GREGORIO HERNÁNDEZ FACULTAD DE INGENIERÍA UNIDAD CURRICULAR: PROGRAMACION ESTRUCTURADA PROFESORA: MARISELA DE LOS ANGELES ZABALA PARADA UNIDAD IV ACTIVIDAD 1 – INFORME SOBRE ARREGLO ALUMNO: YOSUE PIÑA C.I: 31.036.086 MARACAIBO, JULIO DEL 2022. ¿Qué es un Arreglo? Un arreglo (vector, array, matriz) es un conjunto de datos o una estructura de datos homogéneos que se encuentran ubicados en forma consecutiva en la memoria RAM (sirve para almacenar datos en forma temporal). Un arreglo es una lista (conjunto) de datos con un número fijo de componentes, todos del mismo tipo, que están referenciados bajo un mismo nombre. Cada componente del arreglo se puede acceder mediante índices (0, 1, 2, 3, …) encerradas entre corchetes [ ]. Tipos de Arreglos ➢ ARREGLOS UNIDIMENSIONALES Un arreglo unidimensional es la estructura natural para modelar listas de elementos iguales. Están formados por una colección finita y ordenada de datos del mismo tipo. Los datos que se guarden en los arreglos todos deben ser del mismo tipo. Se caracteriza por ser un acceso directo, es decir, podemos acceder a cualquier elemento del arreglo sin tener que consultar a elementos anteriores o posteriores, esto mediante el uso de un índice para cada elemento del arreglo que nos da su posición relativa. Los arreglos nos permiten hacer un conjunto de operaciones para manipular los datos guardados en ellos, estas operaciones son: ordenar, buscar, insertar, eliminar, modificar entre otras. Un arreglo unidimensional es un tipo de dato que permite almacenar un conjunto de datos homogéneos, es decir, del mismo tipo de dato. Al declararse el arreglo debe indicarse el tamaño, en ese momento el compilador reserva la memoria que se necesite para almacenar los datos solicitados por el programador. El límite en la dimensión de los arreglos varía dependiendo del lenguaje de programación que se utilice, siendo el límite natural la memoria de la computadora. Imagínese que un arreglo es como un conjunto de lockers. Cada locker tiene cierto tamaño para guardar objetos en él y todos son de las mismas dimensiones. Para diferenciar entre ellos e identificar uno en particular, cada locker posee un número único con el cual puede ser encontrado. Un arreglo funciona de la misma forma. Al declararse se debe especificar el tamaño, es decir el número de localidades de memoria. Es como si se declararan muchas variables del mismo tipo al mismo tiempo y asociadas todas ellas a un nombre en común. ➢ ARREGLOS BIDIMENSIONALES Los arreglos bidimensionales son tablas de valores. Cada elemento de un arreglo bidimensional está simultáneamente en una fila y en una columna. En matemáticas, a los arreglos bidimensionales se les llama matrices, y son muy utilizados en problemas de Ingeniería. En un arreglo bidimensional, cada elemento tiene una posición que se identifica mediante dos índices: el de su fila y el de su columna. Los arreglos bidimensionales también son provistos por NumPy, por lo que debemos comenzar importando las funciones de este módulo: − from numpy import * Al igual que los arreglos de una dimensión, los arreglos bidimensionales también pueden ser creados usando la función array, pero pasando como argumentos una lista con las filas de la matriz: − a = array([[5.1, 7.4, 3.2, 9.9], [1.9, 6.8, 4.1, 2.3], [2.9, 6.4, 4.3, 1.4]]) ➢ ARREGLOS MULTIDIMENSIONALES Los arreglos multidimensionales son una ampliación de las matrices de dos dimensiones y utilizan subíndices adicionales para la indexación. Un arreglo 3D, por ejemplo, utiliza tres subíndices. Los dos primeros son como una matriz, pero la tercera dimensión representa páginas u hojas de elementos. Es un arreglo donde los elementos se encuentran organizados en varias dimensiones. Se utilizan cuando se necesita almacenar múltiples valores del mismo tipo, también permite agrupar muchos datos usando un mismo identificador y la memoria utilizada por los arreglos se conoce como memoria estática. Para el caso de dos dimensiones es natural asociarlo con una matriz, y por tanto en filas y columnas. Cuando son tres o más dimensiones es complicado pensar en una asociación sencilla sin embargo en general se debe tener un índice para cada dimensión que se haya declarado en el arreglo. Si continuamos con la analogía de los lockers, podemos asociar un arreglo de dos dimensiones con un conjunto de lockers del mismo tamaño acomodados en forma filas y columnas. En este caso considere que para identificar un locker en específico se puede utilizar su posición en la fila y en la columna. En este caso se puede incrementar la cantidad de lockers si aumenta el número de filas y/o columnas. Por esta razón es que en un arreglo multidimensional se necesita de un índice por cada dimensión. Entonces, para el caso de una matriz dimensional se necesitan dos índices, uno para los renglones y otro para las columnas. ¿Cómo se declara un arreglo en Lenguaje C++? Los vectores son un tipo de array (arreglos). Son, de hecho, un array de una sola dimensión y forman parte de la amplia variedad de estructuras de datos que nos ofrece C++, siendo además una de las principales y más útiles estructuras que podremos tener como herramienta de programación. Los vectores o arrays o arreglos de una dimensión (como los quieras llamar), son utilizados para almacenar múltiples valores en una única variable. En un aspecto más profundo, este tipo de arrays (vectores), permiten almacenar muchos valores en posiciones de memoria continuas, lo cual permite acceder a un valor u otro de manera rápida y sencilla. Estos valores pueden ser números, letras o cualquier tipo de variable que deseemos incluso tipos de datos complejos. Para declarar un vector en C++, se deben seguir las mismas normas básicas que se siguen para declarar una variable cualquiera, con un pequeño cambio en la sintaxis. Para declarar un vector, arreglo o como lo quieras llamar, necesitaremos saber el tipo de los datos que irán al interior de este, es decir, serán número enteros, o número decimales o cadenas de texto, etc. necesitamos también, como siempre, un nombre para el vector y un tamaño máximo. La sintaxis para declarar un vector en C++ es la siguiente: − tipo_de_dato nombre_del_vector[tamanio]; Tenemos entonces, que para declarar un vector en C++, debemos definirle un tipo de los datos, sea entero, float, string, entre otros., debemos darle un nombre y al interior de los corchetes "[ ]" debemos poner el tamaño máximo que tendrá el vector, es decir la cantidad máxima de datos que podrá contener (recuerda que en C++ esto es necesario hacerlo). ¿Qué métodos de ordenamiento y búsqueda se pueden realizar en un arreglo? ORDENAMIENTO. Uno de los procedimientos más comunes y útiles en el procesamiento de datos, es la clasificación u ordenación de estos. Se considera ordenar al proceso de reorganizar un conjunto dado de objetos en una secuencia determinada. Cuando se analiza un método de ordenación, hay que determinar cuántas comparaciones e intercambios se realizan para el caso más favorable, para el caso medio y para el caso más desfavorable. La colocación en orden de una lista de valores se llama Ordenación. Por ejemplo, se podría disponer una lista de valores numéricos en orden ascendente o descendente, o bien una lista de nombres en orden alfabético. La localización de un elemento de una lista se llama búsqueda. Tal operación se puede hacer de manera más eficiente después de que la lista ha sido ordenada. Existen varios métodos para ordenamiento, clasificados en tres formas: Intercambio. Quicksort. Selección. Inserción. En cada familia se distinguen dos versiones: un método simple y directo, fácil de comprender, pero de escasa eficiencia respecto al tiempo de ejecución, y un método rápido, más sofisticado en su ejecución por la complejidad de las operaciones a realizar, pero mucho más eficiente en cuanto a tiempo de ejecución. En general, para arreglos con pocos elementos, los métodos directos son más eficientes (menor tiempo de ejecución) mientras que para grandes cantidades de datos se deben emplear los llamados métodos rápidos. Intercambio El método de intercambio se basa en comparar los elementos del arreglo e intercambiarlos si su posición actual o inicial es contraria inversa a la deseada. Pertenece a este método el de la burbuja clasificado como intercambio directo. Aunque no es muy eficiente para ordenar listas grandes, es fácil de entender y muy adecuado para ordenar una pequeña lista de unos 100 elementos o menos. Una pasada por la ordenación de burbujeo consiste en un recorrido completo a través del arreglo, en el que se comparan los contenidos de las casillas adyacentes, y se cambian si no están en orden. La ordenación por burbujeo completa consiste en una serie de pasadas ("burbujeo") que termina con una en la que ya no se hacen cambios porque todo está en orden. Quicksort. Si bien el método de la burbuja era considerado como el peor método de ordenación simple o menos eficiente, el método Quicksort basa su estrategia en la idea intuitiva de que es más fácil ordenar una gran estructura de datos subdividiéndolas en otras más pequeñas introduciendo un orden relativo entre ellas. En otras palabras, si dividimos el array a ordenar en dos subarrays de forma que los elementos del subarray inferior sean más pequeños que los del subarray superior, y aplicamos el método reiteradamente, al final tendremos el array inicial totalmente ordenado. Existen además otros métodos conocidos, el de ordenación por montículo y el de shell. Selección. Los métodos de ordenación por selección se basan en dos principios básicos: Seleccionar el Colocarlo en elemento la más posición pequeño más (o baja (o más grande) del arreglo. alta) del arreglo. más A diferencia del método de la burbuja, en este método el elemento más pequeño (o más grande) es el que se coloca en la posición final que le corresponde. Inserción. El fundamento de este método consiste en insertar los elementos no ordenados del arreglo en subarreglos del mismo que ya estén ordenados. Dependiendo del método elegido para encontrar la posición de inserción tendremos distintas versiones del método de inserción. BÚSQUEDA. La búsqueda es una operación que tiene por objeto la localización de un elemento dentro de la estructura de datos. A menudo un programador estará trabajando con grandes cantidades de datos almacenados en arreglos y pudiera resultar necesario determinar si un arreglo contiene un valor que coincide con algún valor clave o buscado. Siendo el array de una dimensión o lista una estructura de acceso directo y a su vez de acceso secuencial, encontramos dos técnicas que utilizan estos dos métodos de acceso, para encontrar elementos dentro de un array: búsqueda lineal y búsqueda binaria. Búsqueda Secuencial: La búsqueda secuencial es la técnica más simple para buscar un elemento en un arreglo. Consiste en recorrer el arreglo elemento a elemento e ir comparando con el valor buscado (clave). Se empieza con la primera casilla del arreglo y se observa una casilla tras otra hasta que se encuentra el elemento buscado o se han visto todas las casillas. El resultado de la búsqueda es un solo valor, y será la posición del elemento buscado o cero. Dado que el arreglo no está en ningún orden en particular, existe la misma probabilidad de que el valor se encuentra ya sea en el primer elemento, como en el último. Por lo tanto, en promedio, el programa tendrá que comparar el valor buscado con la mitad de los elementos del arreglo. El método de búsqueda lineal funciona bien con arreglos pequeños o para arreglos no ordenados. Si el arreglo está ordenado, se puede utilizar la técnica de alta velocidad de búsqueda binaria, donde se reduce sucesivamente la operación eliminando repetidas veces la mitad de la lista restante. Búsqueda Binaria; La búsqueda binaria es el método más eficiente para encontrar elementos en un arreglo ordenado. El proceso comienza comparando el elemento central del arreglo con el valor buscado. Si ambos coinciden finaliza la búsqueda. Si no ocurre así, el elemento buscado será mayor o menor en sentido estricto que el central del arreglo. Si el elemento buscado es mayor se procede a hacer búsqueda binaria en el subarray superior, si el elemento buscado es menor que el contenido de la casilla central, se debe cambiar el segmento a considerar al segmento que está a la izquierda de tal sitio central.