Disciplina que estuda as técnicas computacionais para a organização e manipulação eficiente de quaisquer quantidades de informação.

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1 (VWUXWXUDVGH'DGRV 1. Introdução Disciplina que estuda as técnicas computacionais para a organização e manipulação eficiente de quaisquer quantidades de informação. Em um projeto de software, 2 aspectos devem ser considerados para sua implementação: o De que forma estão organizados os dados? Qual a sua estrutura? o Quais procedimentos atuam sobre estes dados? Que operações podem ser realizadas sobre eles? Ao estudar estruturas de dados teremos sempre este par: o Um conjunto estruturado de informações ƒ Uma classe de objetos ou um tipo de dados. o Um conjunto definido de operações sobre estes dados: ƒ Um conjunto de métodos ou funções. 1.1 Tipos de Estruturas 3ULPLWLYDV ƒ Implementadas diretamente pelo compilador ƒ Exemplos (simples): Booleano, Inteiros,... ƒ Exemplos (compostas) : Strings, Registros, Vetores... Operações: Inserção, Remoção, Ordenação, Máximo, Mínimo, Inversão,... 1mR3ULPLWLYDV ƒ Implementadas pelo programador ƒ Exemplos: Listas, Árvores, Tabelas de Dispersão... 1

2 /LVWDV/LQHDUHV Define-se uma lista como sendo o conjunto de N elementos [ [ [ 1 organizados estruturalmente de forma a refletir as posições relativas dos mesmos: SDUDN1RQy[ psuhfhglgrshorqy[ HVHJXLGRSHORQy[ TXDQGR1 HQWmRDOLVWDHVWiYD]LD i, j entre 1 e n se i < j Ei antecede E j E 1 E 2 E N nó 5HSUHVHQWDomR ItVLFD alocação seqüencial (por contigüidade) simplesmente encadeada alocação encadeada duplamente encadeada A escolha da forma de representação dependerá da freqüência com que determinadas operações serão executadas sobre a lista. O objetivo é reduzir o esforço computacional para sua execução. Operações mais freqüentes - Incluir um nó antes do k-ésimo nó da lista - Remover o k-ésimo nó da lista - Alterar o k-ésimo nó de uma lista - Acessar o k-ésimo nó de uma lista - Buscar um nó através de seu conteúdo Alocação seqüencial (Contígua) Usa estrutura estática (vetor) para representar a estrutura dinâmica (lista de elementos) 2

3 É a solução mais simples, pois usa um vetor para colocar os nós da lista em posições contíguas. E N = vetor[n] tempo fixo de acesso a qualquer nó da lista 3UREOHPDV Operações de inserção e remoção de elementos da lista provocam movimentação de dados Quantidade de armazenamento limitada pelo tamanho físico do vetor Esse tipo de representação só é adequada qdo o n de consultas for > n de inserções e remoções da lista Alocação encadeada Cada elemento, ou nó da lista, possui uma referência indicando a localização do próximo elemento. 9DQWDJHQVFRPUHODomRjDORFDomRVHT HQFLDO Operações de inserção e remoção não exigem movimentação de dados; 'HVYDQWDJHQVFRPUHODomRjDORFDomRVHT HQFLDO Algoritmos mais complexos Tempo de acesso aos elementos da lista não é mais constante devemos percorrer a lista 3

4 // Inserir um nó antes do k-ésimo nó de uma lista int inserir (OLVWD x, LQW k, LQW fim, WLSRGDGR val) ^ LQW i; se k < 0 RX k > fim RX fim = MAX -1 HQWmR retorne 1; // situação de erro ^ i = fim; HTWR i >= k IDoD x[i+1] = x[i]; i = i 1; fim = fim + 1; x[k] = val; ` ` // Remover o k-ésimo nó de uma lista remover (OLVWD x; LQW k, LQW fim) VH k < 0 RX k > fim HQWmR erro; HTWR k < fim IDoD ^ ` x[k] = x[k+1]; k = k + 1; fim = fim - 1; 4

5 5HSUHVHQWDomRHQFDGHDGDEDVHDGDHPYHWRU ([HPSOR/HLWRVGHKRVSLWDO,QtFLR 3 Inserção no início da lista João Maria Lúcia Estrutura que representa a lista constante MAX 100 tipo no = registro WLSRGDGR dados; LQW prox; tipo WOLVWD = registro no elem[max]; int inicio; WOLVWD lista; 5

6 Inserção no início da lista pos := aloca_nó(); // pos é o índice no vetor // onde o novo item foi colocado lista.elem[pos].prox := lista.inicio; lista.elem[pos].dados := Novo_Elemento; lista.inicio := pos; Inserção no fim da lista LQW next; pos := aloca_nó(); // pos é o índice no vetor // onde o novo item será colocado lista.elem[pos].prox := -1; lista.elem[pos].dados := Novo_Elemento; VH lista.inicio = -1 HQWmR lista.inicio := pos; senão next := lista.inicio; HTWR lista.elem[next].prox <> -1 IDoD next := lista.elem[next].prox; lista.elem[next].prox := pos; 6

7 Inserção no meio da lista X X LQW next, ant; pos := aloca_nó(); // pos é o índice no vetor // onde o novo item foi colocado lista.elem[pos].prox := -1; lista.elem[pos].dados := Novo_Elemento; VH lista.inicio = -1 HQWmR lista.inicio := pos; senão // percorre a lista procurando a posição onde inserir next := lista.inicio; HTWR next <> -1 H Novo_Elemento > lista.elem[next].dados ant := next; next := lista.elem[next].prox; lista.elem[pos].prox := lista.elem[ant].prox; lista.elem[ant].prox := pos; 7

8 Remoção no início da lista // Remove o primeiro elemento da lista VH lista.inicio = -1 HQWmR erro(); // não pode remover nó de lista vazia!!! LQW tmp; tmp := lista.inicio; lista.inicio := lista.elem[inicio].prox; desaloca(tmp); 8

9 Remoção no meio da lista VH lista.inicio = -1 HQWmR erro(); // não pode remover nó de lista vazia! LQW next, ant; // percorre a lista procurando a posição onde remover next := lista.inicio; HTWR next <> -1 H não for a posicao onde remover IDoD ant := next; next := lista.elem[next].prox; VH next = -1 HQWmR erro(); // chegou no fim da lista! lista.elem[ant].prox := lista.elem[next].prox; desaloca(next); 9

10 Remoção no fim da lista LQW next, ant, tmp; VH lista.inicio = -1 HQWmR erro(); // não pode remover nó de lista vazia! VH lista.elem[lista.inicio].prox = -1 HQWmR tmp := lista.inicio; lista.inicio := -1; desaloca(tmp); // percorre a lista até chegar no último elemento next := lista.inicio; HTWR lista.elem[next].prox <> -1 IDoD ant := next; next := lista.elem[next].prox; lista.elem[ant].prox := -1; desaloca(next); 10