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7/30/2019 Cap IV, ARREGLOS.pdf

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FACULTAD DE INGENIERA

ESCUELA DE INGENIERA EN SISTEMAS YCOMPUTACIN

ESTRUCTURA DE DATOS

Ing. Pamela Vsquez Costales


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1. Estructuras fundamentales

1.1. Introduccin

Los datos a procesar por unacomputadora pueden clasificarse en:

Simples Estructurados


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Simples: usan una sola casilla, por lotanto una variable simple hacereferencia a un nico valor a la vez.

Dentro de este grupo de datos seencuentran: enteros, reales,caracteres, booleanos.

identificador


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Estructurados: se caracterizan porel hecho de que con un nombreidentificador de variable estructuradase hace referencia a un grupo de

casillas de memoria.

identificador


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1.2. ArreglosCon frecuencia se presentan problemas cuyasolucin no resulta fcil implementar a veceses imposible si se usan datos simples.

A continuacin se presenta un problema ydos posibles soluciones del mismo utilizandotipos simples de datos. El objetivo es ilustrar

lo complejo que resulta un algoritmo desolucin para ciertos problemas, sin usartipos estructurados de datos.


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Ejemplo1.1: se tienen calificaciones de

50 alumnos, se necesita saber cuantosalumnos tienen calificacin superior alpromedio del grupo


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Las dos soluciones son representativas de

los inconvenientes a los que se enfrenta altratar de resolver utilizando datos simples.En la primera el usuario debe ingresar dosveces el conjunto de datos lo que resultamolesto considerando que el nmero

puede ser mayor que 50 y es ineficiente.

En la segunda se manejan 50 variables dememoria, esta solucin presenta elinconveniente de que el manejo de lasvariables puede tomarse incontrolable, si elnmero de las mismas crececonsiderablemente.


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Ninguna solucin es prctica y eficiente.Es necesario un nuevo tipo de datos quepermita tratar estos problemas demanera ms adecuada. Los tipos de

datos estructurados que ayudan aresolver problemas como este son losARREGLOS.


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Un arreglo es una coleccin finita,

homognea y ordenada de elementos.

Finita, todo arreglo tiene un lmite: esdecir debe determinarse cul ser el

nmero mximo de elementos quepodrn formar parte del arreglo.

Homognea, todos los elementos de unarreglo son del mismo tipo (todosenteros, booleanos, etc., pero nunca unacombinacin de distintos tipos).


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Ordenada, se puede determinar cul es el

primer elemento, el segundo, y el ensimoelemento. Grficamente el arreglo serepresenta as:

Componente

Indice


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Si un arreglo tiene la caracterstica de que

puede almacenar N elementos del mismotipo, deber tener la facilidad de permitir elacceso a cada uno de ellos.

As se distinguen dos partes en los arreglos:

Componentes

ndices


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Los componentes hacen referencia a los

elementos que forman el arreglo: esdecir, los valores que se almacenan encada una de las casillas del mismo. Delejemplo las 50 calificaciones ser uncomponente de un arreglocalificaciones.

Los ndices especifican cuntos elementostendr el arreglo y adems de que modopodrn accesarse esos componentes. Losndices permiten hacer referencia a loscomponentes del arreglo en formaindividual. Es decir, distinguir entre los

elementos del mismo.


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Por tanto para hacer referencia a un

elemento de un arreglo se utiliza:

El nombre del arreglo

El ndice del elemento


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La figura muestra que el nombre del

arreglo es nico e identifica a todo elconjunto de datos almacenados en laestructura. Por su parte V1, V2, , Vnindican los valores almacenados en cada

una de las casillas del arreglo. Los ndices0,1, , n-1 referencian a cada una de lasceldas y por lo tanto permiten el acceso acada uno de los valores almacenados en

ellas.


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En C y C++ los ndices se enumeran a

partir del 0. Es decir, si se declara unarreglo de 20 elementos, las casillas seidentificarn con los nmeros del 0 al 19 yel arreglo tiene una capacidad para

almacenar 20 valores.


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1.2.1. Definicin de arreglos

Ident_arreglo = ARREGLO[lminf..lmsup] DE tipo

Con los valores lminf y lmsup se declarael tipo de los ndices as como el nmerode elementos que tendr el arreglo. Elnmero total de componentes NTC que

tendr el arreglo puede calcularse:

NTC = lmsup lminf + 1


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Con tipo se declara el tipo de datos para

todos los componentes del arreglo. El tipode los componentes no tiene que sernecesariamente el mismo de los ndices.

Observaciones: El tipo ndice puede ser cualquier tipo

ordinal: carcter, entero, etc. El tipo de los componentes puede ser

cualquier tipo: entero, real, cadena decaracteres, registro, arreglo, etc.

Se usan corchetes []para indicar el ndicede un arreglo que es un valor ordinal.


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Ejemplo 1.2: Sea V un arreglo de 50elementos enteros con ndices enteros. Su

representacin queda as:

V = ARREGLO[1..50] DE enteros

NTC = (50-1+1)=50

Cada componente del arreglo V ser unnmero entero y podr accesarse por mediode un ndice que ser un valor comprendidoentre 1 y 50.

V

1 2 3 50


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V[1] hace referencia al elemento de la posicin 1V[2] hace referencia al elemento de la posicin 2V[50] hace referencia al elemento de la posicin 50


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Ejemplo 1.3: Sea A un arreglo de 26elementos booleanos con ndices de tipo

caracter. Su representacin queda as:A = ARREGLO[a.. z] DE booleanos

NTC = (ord(z)-ord(a)+1)=122-97+1=26

Cada componente del arreglo A ser uno de los dosposibles valores lgicos (VERDADERO o FALSO) ypodr accesarse por medio de un ndice que ser unvalor comprendido entre los caracteres a y z.

A

a b c z


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A[a]hace referencia al elemento de la posicin a (1era)A[b]

hace referencia al elemento de la posicin b (2da)A[z]hace referencia al elemento de la posicin z

(27ma)


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Ejemplo 1.4: Sea CICLO un arreglo de 12

elementos reales con ndices de tipoescalar. Su representacin queda as:

CICLO = ARREGLO[meses] DE reales

NTC = (ord(dic)-ord(ene)+1=12

Cada componente del arreglo CICLO ser unnmero real y podr accesarse por medio de unndice que ser un valor comprendido entre ene

y dic.


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CICLO[ene]hace referencia al elemento de la posicin ene (1era)CICLO[feb]

hace referencia al elemento de la posicin feb (2da)CICLO[dic]hace referencia al elemento de la posicin dic (12ma)


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1.2.2. La clase Arreglo

Tiene como atributos la coleccin deelementos que forman la estructura dedatos y el nmero de elementos y comomtodos el conjunto de operaciones queson aplicables a un arreglo.


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Plantilla de la clase Arreglo:


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En la seccin privada de la clases se define el

arreglo mediante la instruccin:T Datos[MAX];

Que significa que tiene una coleccin deelementos, llamada Datos, que tiene unacapacidad mxima de MAX (constantepreviamente definida) elementos y que todos loselementos son del tipo T. T se instanciar con eltipo de dato usado al declarar un objeto del tipo

Arreglo. Adems se define el atributo Tam querepresenta el nmero actual de elementos quetiene el arreglo. Para declarar el objeto se utilizala siguiente sintaxis:

Arreglo ObjArreglo;


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1.2.3. Mtodos de acceso y modificacin a

arreglos

Las operaciones ms importantes son:Lectura

Escritura Eliminacin Insercin Bsqueda Ordenacin


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1.2.3.1. Lectura de arreglos

Consiste en darle valores a los componentesdel mismo mediantes el ingreso de datosdesde medios externos, como el teclado.


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Plantilla de un mtodo de lectura devalores de arreglo:


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En el mtodo presentado se leen los

primeros Tam (1 , en la seccin pblica dela clase se debe incluir la siguiente

declaracin:

Luego se debe escribir el mtodo delectura (con la sobrecarga del operador>>) correspondiente a los miembros delarreglo.


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En ambas soluciones la lectura del tamao se

incluy junto a la lectura de los elementos delarreglo. Otra solucin es que el nmero actualde elementos se lea desde la aplicacin uno delos objetivos de PP es cdigo reutilizable.

Para declarar un arreglo que almacene 10nmeros enteros se usar:

Arreglo ObjArre(10);


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1.2.3.2. Escritura de arreglos

Consiste en imprimir el contenido de lascasillas. Plantilla de un mtodo que permiteel despliegue en pantalla de los valoresalmacenados en un arreglo:


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En el mtodo se despliega en pantalla el

contenido del los primeros Tam (1


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1.2.3.3. Eliminacin en arreglos

Primero se debe localizar el elemento, luegose deben recorrer todos los elementos queestn a la derecha una posicin hacia laizquierda. Es decir, el elemento no se puedequitar fsicamente, solo se ignoralgicamente. Debe reducirse el nmeroactual de componentes. En esta operacin severifica, como errores posibles que el arregloest vaco y que valor a quitar no seencuentre en el arreglo.


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1.2.3.4. Operaciones en arreglos

desordenados

Son aquellos cuyos elementos no guardanningn orden, esta caracterstica influye enlas operaciones de bsqueda e insercin.

Bsqueda en arreglos:

Permite determinar si un cierto elemento fuealmacenado o no en el arreglo, el mtodoaplicable es la bsqueda secuencial.


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Bsqueda secuencial consiste en recorrer el

arreglo, elemento por elemento, comparandocada uno de ellos con el dato buscado. Sicoinciden, la bsqueda termina con xito.

Plantilla de un mtodo que lleva a cabola bsqueda secuencial de un dato, enun arreglo desordenado:


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Insercin en arreglos

En el caso de los arreglos desordenados lainsercin de un nuevo elemento al arreglo sehace en la primera casilla disponible, quegeneralmente ser Tam, considerando que enC++ los ndices van de 0 a Tam-1.

Esta operacin implica verificar que hayaespacio en el arreglo, es decir queTam


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Esta ltima condicin puede omitirse

dependiendo de la aplicacin, por ejemplono aplica para el ejemplo de lascalificaciones.

Plantilla de un mtodo que lleva a cabo lainsercin de un nuevo elemento en elarreglo:


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En el mtodo presentado, considerando

que el arreglo est desordenado, el nuevoelemento se inserta en la primera casilladisponible. Es decir, en la casilla nmeroTam. Despus de asignar el valor a dichacasilla, se incrementa Tam en uno.

En el programa 4.1 se presenta la

plantilla de la clase Arreglo con lasoperaciones asociados, considerando quelos elementos del arreglo estndesordenados.


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En el programa 4.2 presenta un ejemplo

de aplicacin de la plantilla previamentedefinida. Crea un objeto de tipo Arreglo,que almacena las claves de un grupo dealumnos. Por medio de los mtodos sepodrn leer, imprimir, registrar nuevasclaves y eliminar algunas de las yaalmacenadas. Este es un caso de

aplicacin en el cual no se puede repetirinformacin al ingresar un nuevoelemento en en el arreglo.


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