TDA LISTA

ESTRUCTURAS DE DATOS

OBJETIVOS Aprovechar la abstracción para definir

comportamiento y luego operaciones en nivel de implementación

Visualizar las posibles implementaciones de un TDA ya definido

Utilizar con seguridad el concepto de puntero en implementaciones dinámicas

Reconocer la importancia de usar solo el comportamiento de un TDA, y no su estado

LISTAS: DEFINICION Una lista es

Una colección de 0 o mas elementos Si la lista no tiene elementos, se dice que esta vacía

En una lista, todos los elementos son de un mismo tipo Son estructuras lineales, es decir

Sus elementos están colocados uno detrás de otro Cada elemento de una lista se conoce con el nombre de NODO

Las listas Son mucho más flexibles que los arreglos Permiten trabajo “dinámico” con un grupo de elementos

TIPOS De acuerdo a su comportamiento, los conjuntos

lineales se clasifican en Listas, Pilas y Colas

De acuerdo a su implementación, las listas se clasifican en Simples Doblemente Enlazadas Circulares

LISTAS SIMPLES Se define como un conjunto de nodos

Uno detrás de otro

Del cual siempre se puede conocer al nodo inicial y al final

De cada nodo de la lista, se conoce Un contenido, que es la información que almacena dentro

Puede ser de cualquier tipo de dato

Un sucesor único Excepto el ultimo nodo de la lista

LISTA SIMPLE: NIVEL LOGICO Comportamiento (a/con una lista se puede)

Crear y Eliminar Conocer si esta vacía Añadir elementos y removerlos Consultar el primer y al ultimo elemento Imprimir sus elementos en pantalla Buscar un elemento con cierta información en la lista

Estado:

<listaSimple> ::= <comienzo> + {<ref_nodo>} + <final>

<comienzo> ::= <enlace>

<final> ::= <enlace>

TDA NODO: NIVEL LOGICO Una lista esta compuesta de nodos, y por eso es importante

definir el TDA Nodo Un nodo de una lista

Almacena información de cualquier tipo dentro y Es capaz de “viajar” o conocer otro nodo(el nodo siguiente)

Comportamiento Crear y Eliminar Consultar y modificar la información que almacena Consultar y modificar el enlace que mantiene con otro nodo

<nodo> ::= <contenido> + <enlace>

<contenido> ::= <dato>{<dato>}

<enlace> ::= <ref_nodo> | <ref_invalida>

LISTAS SIMPLES: NIVEL DE IMPLEMENTACION

Tenemos el concepto claro de lo que debe ser una lista

Ahora debemos ir al detalle: como darle vida a una lista

Hay varias posibilidades de implementación Estática o Contigua, usando arreglos de longitud “variable”

Dinámica, utilizando punteros

IMPLEMENTACION CONTIGUA

Se utilizan arreglos, por lo tanto Tiene limites, que no pueden ser rebasados al añadir nuevo elementos Los “nodos” son adyacentes en memoria

Cada nodo es realmente un elemento del arreglo Entonces, el enlace con el siguiente nodo seria simplemente el indice del siguiente elemento dentro del arreglo OJO: En este tipo de implementación no es necesario crear el TDA Nodo

Al crearla se debe indicar el tamaño máximo del arreglo Al insertar o remover un elemento,

Todos los elementos restantes avanzarán o retrocederán No es la implementacion ideal para las listas simples

100

5

1

8

2

2

3

314 5 6 7 8

En uso Desperdicio

25Al insertarse un nuevo elemento,

en una cierta posición, todos los elementos

restantes ruedan

253

2

4 5 6 7 8

31

CONTIGUAS: OPERACIONES Creación y Eliminación

LSCont *LSCont_Crear(int n);

void LSCont_Vaciar(LSCont *L);

Añadir y Remover elementos void LSCont_InsertarNodoInicio(LSCont *L,

Generico G);

void LSCont_InsertarNodoFin(LSCont *L,

Generico G);

Generico LSCont_SacarNodoInicio(LSCont *L);

Generico LSCont_SacarNodoFin(LSCont *L);

Consultar indice del Ultimo int LSCont_ConsultarUltimo(LSCont L);

Consultar estado de la lista, puede llenarse bool LSCont_EstaVacia(LSCont L);

bool LSCont_EstaLlena(LSCont L);

Busqueda y Recorrido int LSCont_BuscarNodo(LSCont L, Generico

G, Generico_ComoComparar fn);

bool LSCont_EsNodoDeLista(LSCont L, int i);

void LSCont_Recorrer(LSCont L,

Generico_ComoImprimir fn);

CONTIGUAS: DECLARACION La lista contigua

Es un arreglo de elementos de cualquier tipo realmente es un ARRAYU No olvidemos que hay que predefinir el máximo de nodos de la lista

Para lograr mantener control sobre la cantidad de elementos en la lista Debe existir una referencia que controle el ultimo elemento La referencia al ultimo se moverá de acuerdo a las inserciones y eliminaciones La primero nunca se mueve, siempre será 0

typedef struct{

int ultimo;

ArrayU Elementos;

}LSCont;

100

5

1

8

2

253

2

4 5 6 7 8

31

header=0 MAX

Elementos

last

CONTIGUA: BASICAS

void LSCont_VaciarLista(LSCont *L){L->ultimo = -1;

}

LSCont *LSCont_CrearLista(int max){

LSCont *nuevalista;

nuevalista->Elementos =

ArrayU_Crear(max, 0);

nuevalista->ultimo = -1;

return nuevalista;

}

void LSCont_EliminarLista(LSCont *L){

ArrayU_Eliminar(&(L->Elementos));

LSCont_VaciarLista(L);

}

bool LSCont_EstaVacia(LSCont L){

return(L.ultimo<0);

}

bool LSCont_EstaLlena(LSCont L){

return (L.ultimo ==

ArrayU_Tamanio(L.Elementol)-1);

}

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

last

El índice del último elemento debe ser un

índice inválido, un valor negativo. No importara

que el arreglo tenga elementos pues no serán

tomados en cuenta.

-1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

last

MAX-1

Si la lista está llena es porque el índice del último ha llegado al

verdadero último índice posible en el arreglo:

MAX -1

CONTIGUA: BUSQUEDA

int LSCont_BuscarNodo(LSCont L, Generico G,

Generico_Comparacion fn){

int i;

Generico elemento;

for(i = 0; i <=L.ultimo;i++){

elemento = ArrayU_ElemC(L.Elementos, i);

if(f(elemento, G) == 0) return (i)

}

return(-1);

}

CONTIGUA: INSERTARbool LSCont_Insertar(LSCont *L, int P, Generico G){ int i, Generico ele1; if(LSCont_EstaLlena(L)) return FALSE; if(P<=-1) return FALSE; //MOVER TODOS for(i = L->ultimo; i >=P ;i--){ ele1 = ArrayU_ElemC(L->Elementos,i); ArrayU_ElemM(L->Elementos,i+1, ele1); } ArrayU_ElemM(L->Elementos, P, G); L->utlimo ++; return TRUE;}

bool LSCont_InsertarInicio(LSCont *L, Generico G){

int i;

Generico ele1, ele2;

//No insertar si ya esta llena

if(LSCont_EstaLlena(L)) return FALSE;

//Mover todo hacia delante

for(i = L->ultimo; i >=0 ;i--){

ele1 = ArrayU_ElemC(L->Elementos,i);

ArrayU_ElemM(L->Elementos,i+1, ele1);

}

ArrayU_ElemM(L->Elementos, 0, G);

L->ultimo++;

return(TRUE);

}

4 5 6 7 8 9

9

0 1 2

8

3

5110

1 2 3

8

4

5110

0

9

4 5 6 7 8 90 1 2

8

3

5110

9

last

last

last

last

1 2 3

8

4

511

1

9

CONTIGUA: SACARbool LSCont_EliminarNodo(LSCont *L, int P){

int i;

Generico ele1;

if(LSCont_EstaVacia(L)) return FALSE;

if(P<=-1) return FALSE

//RETROCEDER TODOS

for(i = P; i < L->ultimo;i++){

ele1 = ArrayU_ElemC(L->Elementos, i+1);

ArrayU_ElemM(L->Elementos, i, ele1);

}

L->last --;

return TRUE;

}

bool LSCont_EliminarxInfo(LSCont *L, Generico G){

int pos;if(LSCont_EstaVacia(L)) return FALSE;pos = LSCont_Localizar(L, G);if(pos >= 0)

return(LSCont_EliminaNodo(L, pos););

}4 5 6 7 8 90 1 2

8

3

51100 1 2

8

3

8510

3 4 5 6 7 8

last

last

Eliminar por Info, dada una cierta

información, buscar el elemento que la tenga y eliminarlo

LSE: LISTAS SIMPLES ENLAZADAS Es una implementación flexible y potente Los nodos ya no son adyacentes en memoria

Un nodo A logra un enlace con otro B, Almacenando dentro la dirección de memoria de B

Al insertar o eliminar un nodo ya no hay que “mover” al resto de elemento, solo enlazarlo con la lista

10 5 8 2 31

25

25

ContenidoEnlace

C S

2 3125

C S

NODO A

NODO B

TDA LSE_NODO: NIVEL DE IMPLEMENTACION Contenido: Datos enteros, reales, o incluso, de Estructuras: Estudiante, Auto,

etc.... Y además, el nodo también contiene un enlace con su nodo siguiente

Este enlace, puede no enlazar el nodo con nadie, el nodo esta solito, no forma parte de ninguna lista

O puede “apuntar” a otro nodo, indicando que ese es su siguiente, formando una Lista

TDA LSE_NODO: OPERACIONES Crear y Eliminar

LSE_nodo *LSE_Nodo_Crear(Generico G); void LSE_nodo_Eliminar (LSE_nodo *p);

Consultar y Modificar Contenido Generico LSE_nodo_GetContenido(LSE_nodo *p); void LSE_nodo_SetContenido(LSE_nodo *p, Generico G);

Consultar y Modificar Enlaces LSE_nodo *LSE_nodo_Siguiente(LSE_nodo *p); void LSE_nodo_SetSiguiente(LSE_nodo *p, LSE_nodo *Enlace);

TDA LSE_NODO: DECLARACION

typedef struct TLSE_Nodo{

Generico G;

struct TLSE_Nodo *sig;

} LSE_Nodo;

typedef LSE_Nodo * LSE_NodoPtr;

Un nodo dinámico almacena dentro Un contenido de cualquier tipo de dato, entero, real, estructuras, etc...... Un enlace, que es la referencia al nodo siguiente, la dirección del nodo

siguiente

LSE_NODO: CREAR Y DESTRUIR Al crear un nodo se le

asignara un valor inicial Al eliminar un nodo se

liberara la memoria que este ocupa

LSE_nodo *LSE_CrearNodo(Generico G){

LSE_nodo *p; p = (LSE_nodo *)malloc(sizeof(LSE_nodo)); if(p) { p->G = G; p->sig = NULL; } return p;}

void LSE_EliminarNodo(LSE_nodo *p){

if(p){

free(p);p = NULL;

}}

LSE: NIVEL DE IMPLEMENTACION

En una lista hay que llevar control de las posiciones al primer y el último elemento

En la lista, las posiciones son direcciones de memoria: punteros Header y Last son punteros a Nodo en una lista enlazada

La posición de un nodo estará dada por un puntero a dicho nodo Una lista enlazada no tiene datos predefinidos

Los elementos o Nodos van siendo creados y eliminados a medida que se va necesitando

LSE: OPERACIONES Crear y Eliminar

LSE * LSE_CrearLista(); void LSE_Eliminar(LSE **L);

Consultar Primer y Ultimo LSE_nodo *LSE_NodoInicio(LSE L); LSE_nodo *LSE_NodoFin(LSE L);

Conocer Estado bool LSE_EstaVacia(LSE L);

Añadir y Remover bool LSE_InsertarNodoInicio(LSE *L, LSE_nodo *pNodo); bool LSE_InsertarNodoFin(LSE *L, LSE_nodo *pNodo); bool LSE_Insertar(LSE *L, LSE_nodo *p, LSE_nodo *nuevo); LSE_nodo *LSE_SacarNodoInicio(LSE *L); LSE_nodo *LSE_SacarNodoFin(LSE *L); bool LSE_EliminarxPos(LSE *L, LSE_nodo *p);

Busqueda y Recorrido LSE_nodo *LSE_BuscarNodo(LSE L, Generico G, Generico_fnComparar f); bool LSE_ExisteNodo(LSE L, LSE_nodo *p); void LSE_Recorrer(LSE L, Generico_fnImprimir f);

LSE: DECLARACIÓN Hay varias formas de definir una lista

Solo a través del primer elemento a la misma

O llevando control del primero y el último elementotypedef struct{

LSE_Nodo *header;

LSE_Nodo *last;

}LSE;

typedef LSE_Nodo * LSE;

LSE: CREAR y DESTRUIR Al crear una lista, esta estará

vacía, su primero y ultimo no apuntaran a nadie

Al Eliminar una lista, cada uno de los nodos debe ser liberado

void LSE_Vaciar(LSE *L){ LSE_nodo *p; while(!LSE_EstaVacia(*L)){ p = LSE_SacarNodoFin(L); LSE_Nodo_Eliminar(p); }

}

LSE *LSE_CrearLista(){LSE *lnueva;lnueva = malloc(sizeof(LSE));lnueva->header = lnueva->last =

NULL;return lnueva;

}

headerlast

LSE: BUSQUEDA Hay que ubicarse en el inicio: header E ir avanzando hasta

Encontrar el nodo con la información buscada o

Que ya no haya mas nodos Como no se usan índices, se usan punteros:

Un puntero se ubicara en el header Y luego irá avanzando al siguiente, y al

siguiente y al siguiente Al encontrar al nodo buscado, no se retorna

su posición como índice, esta no importa Se retorna la dirección de este

nodo(puntero)

LSE_nodo *LSE_BuscarNodo(LSE L, Generico G, Generico_fnComparar f){

LSE_nodo *p; for(p = L.header; p!= NULL; p = LSE_Nodo_Siguiente(p)){ if(f(LSE_Nodo_Contenido(p),G) ==0) return(p); } return(NULL);}

10 5 8 2 3125

last

header

Busco 25

p p p pp

Busco 30

p p p p pp

Recomendación:Usemos el

comportamiento de LSE_Nodo, no el

estado

LSE: ANTERIOR Dada la dirección de un nodo(pos), esta función retorna la dirección del nodo anterior Hay que “buscar” desde el header El nodo buscado es aquel cuyo siguiente es igual a pos Si el elemento buscado es el primero en la lista, no hay anterior

LSE_nodo * LSE_Anterior(LSE L, LSE_nodo *p){LSE_nodo *q;

if(LSE_EstaVacia(L)) return NULL; if(L.header == p) return NULL; for(q=L.header; q!=NULL;q=q->sig){ if(q->sig ==p) return(q); } return(NULL);

} 10 5 8 2 3125

last

header

pq q q

7

p

La posición p es la de un

nodo fuera de la lista

q q q q q qq

Ejemplo al usar el

estado de LSE_Nodo

LSE: PRIMERO Y ULTIMO Se pueden obtener siempre y cuando la lista no este vacía Retornaran la información del elemento apuntado por

header y last respectivamente.

LSE_nodo *LSE_NodoInicio(LSE L){return (L.header);

}

LSE_nodo *LSE_NodoFin(LSE L){return (L.last);

}

LSE: INSERTAR La operación de insertar recibirá

La NODO en si que se va a insertar Este nodo ya debió haber sido creado antes de insertarlo

Hay varios tipos de inserción Insertar al inicio o al final Insertar en medio de la lista

INSERCION AL INICIO/FINAL

bool LSE_InsertarNodoInicio(LSE *L, LSE_nodo *nuevo){ if (!nuevo) return FALSE; if(LSE_EstaVacia(*L)){ L->header = L->last = nuevo; } else{ LSE_Nodo_ModificarEnlace(

nuevo, L->header); L->header = nuevo; } return(TRUE);}

bool LSE_InsertarNodoFin(LSE *L, LSE_nodo *nuevo){ if(!nuevo) return FALSE; if(LSE_EstaVacia(*L)){ L->header = L->last = nuevo; } else{ LSE_Nodo_ModificarEnlace(L->last,, nuevo); L->last = nuevo; } return(TRUE);

}

10 5 8 2 3125

last

header

9

nuevo

header

nuevo->sig = header;

header = nuevo;

18

nuevo

last->sig = nuevo;

last

last = nuevo;Si la lista esta vacía, tanto header como last apuntan al nuevo nodoSi no, si es al inicio el nuevo header, es el nuevo nodoSi no, si es al final, el nuevo last es el nuevo nodo

INSERTAR EN MEDIO

Debe recibir la posición donde se va a insertar

Insertemos después Si Lista Vacía, el nuevo header y last, es

el nuevo nodo Si la posición no existe no efectuar la

inserción Si la lista solo tiene un elemento, el nuevo

last es el nuevo nodo

bool LSE_Insertar(LSE *L, LSE_nodo *p, LSE_nodo *nuevo){

if(L->last==p){//Insertar al final return(LSE_InsertarNodoFin(L, nuevo)); }else{ if(!p || ! LSE_ExisteNodo(*L,p)) return FALSE; if(LSE_EstaVacia(*L)) L->header = L->last = nuevo; else{ LSE_Nodo_ModificarEnlace(

nuevo, LSE_Nodo_Siguiente(p)); LSE_Nodo_ModificarEnlace(p, nuevo); } } return(TRUE);

}

10 5 8 2 3125

header

last

p

18

nuevo

Nuevo->sig = p->sig;p->sig = nuevo;headerlast

18

nuevo

header

last

header = last = nuevo:

LSE: SACAR DE LA LISTA La lista no debe estar vacía!!, si tiene un solo elemento, dejarla vacía

LSE_nodo *LSE_SacarNodoInicio(LSE *L){LSE_nodo *tmp = L->header;

if(LSE_EstaVacia(*L)) return NULL; if(L->header == L->last) LSE_InicializarLista(L); else { L->header = L->header->sig; } return(tmp);

}

LSE_nodo *LSE_SacarNodoFin(LSE *L){LSE_nodo *tmp=L->header;

if(LSE_EstaVacia(*L)) return NULL; if(L->header == L->last) LSE_InicializarLista(L); else{ tmp = L->last; L->last = LSE_Anterior(*L, L->last); L->last->sig = NULL; } return(tmp);

}

10 5 8 2 3125

header

last

tmp

Tmp = header;

header

Header = header->sig;

free(tmp); tmp

tmp = last;last Last = Anterior(Last);

free(tmp);Last->sig = NULL;

LSE: SACAR JUSTO UN NODO Lista no debe estar vacía La posición enviada debe existir en la lista Revisar si se desea eliminar el header o

el last

bool LSE_EliminarxPos(LSE *L, LSE_nodo *p){ LSE_nodo *p_ant; if(LSE_EstaVacia(*L)) return 0; if(!p || !LSE_ExisteNodo(*L, p)) return FALSE; if(p==L->header) LSE_SacarNodoInicio(L); else if(p == L->last) LSE_SacarNodoFin(L); else{ p_ant = LSE_Anterior(*L,p); p_ant->sig = p->sig; p->sig = NULL; } return(TRUE);}

10 5 8 2 3125

header

last

p

pantp_ant = Anterior(p);

p_ant->sig = p->sig;

free(p);

VISUALIZAR Imprimir todos los nodos de la lista

void LSE_Recorrer(LSE L, Generico_fnImprimir fn){LSE_nodo *p;

for( p = L.header; p!=NULL; p = p->sig)fn(p->G);

}