programação ii

Programação II

Prof. Mateus Raeder

Universidade do Vale do Rio dos Sinos- São Leopoldo -

Programação II – Prof. Mateus Raeder

Listas especiais

• O armazenamento sequencial (estático) é útil quando as estruturas sofrem poucas remoções ou inserções, ou quando estas não acarretam grandes movimentações de nós– Não é exatamente o caso de listas que permitem

inserção em qualquer posição– O armazenamento sequencial é mais utilizado para

implementas tipos especiais de listas:• Filas (Queue em inglês)• Pilhas (Stack em inglês)• Deques (Deque em inglês)


Fila(Queue)


Filas

• Elementos são inseridos no final da fila e retirados do início da fila

• Geralmente a implementação contém 2 ponteiros (variáveis):– first: para o início da fila– last: para o fim da fila

• FIFO (First-In, First-Out)– Primeiro a entrar, primeiro a sair

• Fila vazia: quando last for igual a first-1


Filas

• Suponhamos uma fila de números inteiros F que, em certo momento, possui os seguintes 7 elementos:

1 6 9 -3 0 3 5• Declarando um array de inteiros de nome F com

MAX=10 elementos (F[0..MAX-1]), teremos a seguinte fila:

1 6 9 -3 0 3 5


Exercício: Filas

• Dada a fila acima, realize as operações abaixo (cumulativamente) e desenhe a pilha resultante em cada passo:– Inserir 10 – Retirar o primeiro elemento – Retirar o primeiro elemento– Inserir 2– Retirar o primeiro elemento

2 8 4 1


Operações sobre filas

• public boolean isEmpty( )– verifica se a fila está vazia

• public boolean isFull( )– verifica se a fila está cheia

• public boolean enqueue( int element )– insere o elemento no final da fila


Operações sobre filas

• public int dequeue( )– remove e retorna o primeiro elemento da fila

• public int getFirst( )– retorna o primeiro elemento da fila, sem removê-lo

• public void print( )– exibe o conteúdo da fila


Filas

• Supondo a existência da classe Queue, desenhe a fila criada através do código abaixo (a saída do programa):

public static void main(String args[]){ Queue f = new Queue(5); f.enqueue(4); f.enqueue(7); f.enqueue(14); f.dequeue(); f.enqueue(3); f.dequeue(); f.dequeue(); f.print();}


Filas

public class Queue { protected int first = 0, last = -1; protected int q[];

public Queue(int size) { q = new int[size]; }

... //demais métodos

}


Filas

• Verificar se está vazia ou se está cheia– Vazia:

public boolean isEmpty() { if (last == (first-1)) return true; return false;}


Filas

• Verificar se está vazia ou se está cheia– Cheia:

public boolean isFull() { if (last == (q.length-1)) return true; return false;}


Filas

• Inserção e remoção de elementos– Inserção (enqueue):

public boolean enqueue (int element) { if (isFull()) return false; last++; q[last] = element; return true;}


Filas

• Inserção e remoção de elementos– Remoção (dequeue):

public int dequeue() { if (isEmpty()){ System.out.println(“ERRO”); return 0; } int element = q[first]; first++; return element;}


Filas

• Retornar o primeiro elemento sem remover

public int getFirst(){ if (isEmpty()) { System.out.println(“ERRO”); return 0; } return q[first];}


Filas

• Imprimir os elementos da fila

public void print() { for (int i = first; i <= last; i++) System.out.print(q[i] + ", "); System.out.println();}


Fila Circular(Circular Queue)


Fila circular

• Observamos que uma fila pode ser considerada como cheia mesmo não contendo nenhum elemento

• Isto acontece pela maneira com a qual lidamos com os índices de início e de final da fila

• Uma solução é trabalhar com filas circulares


Fila circular

public class CircularQueue { private int[] queue; private int first = -1, last = -1; public CircularQueue (int length) { queue = new int[length]; } ...//demais métodos


Fila circular

public boolean isFull() { if ((first == 0 && last == queue.length – 1) || (first == last + 1)) return true; else return false;} ...//demais métodos


Fila circular

...//demais métodos

public boolean isEmpty() { if (first == -1) return true; else return false;}

...//demais métodos


Fila circular

public void enqueue (int element) throws OverflowException{ if(isFull()) throw new OverflowException();

//caso a fila esteja vazia ou o last esteja //na última posição (neste caso a fila torna-se //circular), inserimos na primeira posição if(last == queue.length-1 || last == -1){ last = 0; queue[last] = element;

//se a fila está vazia, vamos inserir o primeiro nó if(first == -1) first = 0; } else{ last++; queue[last] = element; }}


Fila circular

public int dequeue() throws UnderflowException{ if (isEmpty()) throw new UnderflowException(); int element = queue[first]; //se a fila tem somente 1 elemento if (first == last) first = last = -1; //se a fila está circular e deve-se //remover a última posição do array else if (first == queue.length - 1) first = 0; else first++; return element;}


Fila circular

public int getFirst() throws UnderflowException{ if (isEmpty()) throw new UnderflowException(); return queue[first];}


Fila circularpublic static void main(String args[]) { CircularQueue f = new CircularQueue(5); try { f.enqueue(1); f.enqueue(2); f.enqueue(3); f.enqueue(4); } catch (OverflowException e) { System.out.println(e.toString()); } try { f.dequeue(); f.dequeue(); } catch (UnderflowException e) { System.out.println(e.toString()); } try { f.enqueue(5); f.enqueue(6); f.enqueue(7); f.enqueue(8); } catch (OverflowException e) { System.out.println(e.toString()); }}


Exercícios: fila circular

• Implemente métodos para exibir o conteúdo de uma fila circular de 2 maneiras:– No método main, faça o código necessário para que,

enquanto a fila não estiver vazia, esvazie a fila, exibindo os elementos retirados

– Crie um método print() na classe CircularQueue que exiba o conteúdo da fila na ordem em que foram inseridos!

0,5 na prova do Grau A


Resposta (método print)

public void print (){ if(!isEmpty()){ if(first < last){ for(int i=first; i<=last; i++) System.out.print(queue[i]+”, ”); } else{ for(int i=first; i<queue.length; i++) System.out.print(queue[i]+”, ”); for(int i=0; i<=last; i++) System.out.print(queue[i]+”, ”); } System.out.println(); }}


Deque(Deque – Double Ended Queue)


Deque

• O deque é um tipo de fila em que as inserções e remoções podem ser realizadas em ambas as extremidades, que chamaremos de frente (front) e final (back)


Operações sobre deques

• public boolean isEmpty()– verifica se o deque está vazio

• public boolean isFull( )– verifica se o deque está cheio

• public boolean enqueueFront( int element )– insere o elemento na cabeça do deque

• public boolean enqueueBack( int element )– insere o elemento no final do deque


Operações sobre deques

• public int dequeueFront()– remove e retorna o primeiro elemento do deque

• public int dequeueBack()– remove e retorna o último elemento do deque

• public int getFirst()– retorna o primeiro elemento do deque, sem removê-lo

• public int getLast()– retorna o último elemento do deque, sem removê-lo

• public void print()– exibe o conteúdo do deque

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