Algoritmos e Estruturas de Dados II. Trabalho Prático 2

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1 Algoritmos e Estruturas de Dados II Entrega: 24/09/08 Devolução: 15/10/08 Trabalho individual Prof. Jussara Marques de Almeida Trabalho Prático 2 Você foi contratado pela XOL X Online para desenvolver uma nova aplicação para criação e manutenção de comunidades temáticas, compostas de usuários cadastrados que compartilham interesses comuns. Uma das suas tarefas é a criação e manutenção dinâmicas de mapas de todas as comunidades ativas (com pelo menos um usuário) no sistema. Um exemplo de um mapa de uma comunidade composta de 5 usuários é mostrado abaixo. Nele, a seta entre José e João indica que José visitou recentemente a página de João e logo deve ter interesse em comum com João. O peso 3 indica o número de acessos realizados recentemente. Note que o interesse é uma relação uni-direcional, ou seja, o fato de José ter interesse na página de João não implica, necessariamente, que João tenha interesse na página de José. Jose 3 Joao Pedro Tim 2 Maria Um mapa como o acima pode ser representado por uma estrutura de dados chamada grafo direcionado ponderado. Nele, cada vértice representa um usuário, uma aresta direcionada de X para Y com peso p, indica que o usuário X acessou a página de Y p vezes recentemente. Este mapa deve ser mantido e atualizado dinamicamente à medida que as páginas são acessadas, comunidades são criadas e usuários são inseridos/removidos nas/das comunidades. Um usuário cadastrado é inserido em uma comunidade C de duas maneiras: explicitamente, ao solicitar a sua inclusão na comunidade C, já existente, ou ao solicitar a criação de uma nova comunidade com nome C. Quando isto acontece, ele deve ser automaticamente inserido no mapa de C, mesmo embora ainda possa não ter acessado nenhuma página dela (exemplo: Pedro na figura acima).

2 implicitamente, ao acessar, pela primeira vez, a página de um usuário pertencente à comunidade C. Um mesmo usuário pode pertencer a múltiplas comunidades. Além disto, um usuário pode solicitar tanto a remoção da aresta que o conecta a um outro usuário em uma comunidade específica quanto a sua remoção completa de uma comunidade. Associada a cada comunidade, também há uma lista com os S sites (fora do domínio da XOL) mais recentemente acessados por algum membro da comunidade. Esta lista contém sites (ex: que, embora estejam fora do domínio da XOL, também refletem o interesse de seus usuários. Toda vez que um usuário de uma comunidade C acessar um site fora do XOL, este site deve entrar para a lista de mais recentemente acessados de C, caso ainda não pertença a ela. Se um novo site for inserido na lista e ela já estiver cheia (contiver S sites), o site menos recentemente acessado deve ser removido da lista. Além disto, esta lista deve ser mantida ordenada dos sites mais recentemente ordenados para os menos recentemente ordenados, contendo no máximo S elementos. Nesse trabalho, você deverá implementar uma aplicação para criar e gerenciar as comunidades temáticas. Para tanto, você deverá implementar: 1. um Tipo Abstrato de Dados para representar uma comunidade: cada comunidade tem, no mínimo, um nome, um mapa como o ilustrado na figura acima e uma lista de até S documentos mais recentemente acessados. 2. um Tipo Abstrato de Dados para representar um usuário: cada usuário tem, no mínimo, uma cadeia de caracteres com o seu nome, o número de acessos feitos a páginas de outros usuários cadastrados e o número de acessos feitos a sites fora do domínio da XOL. 3. Um Tipo Abstrato de Dados para representar um site acessado: cada site deve conter, no mínimo, uma cadeia de caracteres com o nome do site (ex: o número total de acessos recebidos de todos os usuários cadastrados e o número de comunidades ativas nas quais este site figura entre os S mais recentemente acessados. 4. Uma lista para armazenar as comunidades ativas: comunidades criadas explicitamente por usuários devem ser dinamicamente inseridas nesta lista; de forma similar, uma comunidade com um único usuário torna-se inativa e, portanto é removida desta lista (e do sistema), se esse usuário solicitar a sua remoção dela. 5. Uma lista para armazenar os usuários cadastrados no sistema. 6. Uma lista com os sites mais recentemente acessados de todas as comunidades. 7. Uma lista para armazenar os usuários suspensos do sistema: um usuário pode ter sua conta suspensa caso ele tenha violado alguma regra de conduta (ex: envio de spam, disponibilização de material impróprio, etc). Para o item 1, uma implementação possível para um grafo é através de uma lista de listas. Basicamente, uma lista inclui os vértices do grafo. A cada vértice X está associada uma lista com os outros vértices para os quais X aponta, incluindo também os pesos das arestas associadas. Além disto, a lista com o sites mais recentemente acessados associada a cada comunidade pode ser eficientemente implementada por uma pilha. Logo, você

3 deverá modificar o TAD Pilha apresentado em sala de aula para permitir as operações necessárias para atender o enunciado. A implementação deverá ser feita utilizando alocação dinâmica de memória (apontadores). Porém, você deve garantir que nenhuma estrutura de dados seja replicada. Em outras palavras, a estrutura de dados referente a um usuário deve ser alocada, dinamicamente, apenas uma vez, no momento de cadastro, quando ela então deverá ser inserida na lista de usuários cadastradas. A inclusão de um usuário em uma comunidade deverá ser implementada através da inserção na estrutura correspondente à comunidade de um apontador para a estrutura de dados correspondente ao usuário. Múltiplos apontadores deverão ser utilizados para criar múltiplas referências a um mesmo usuário. A suspensão da conta de um usuário implica na sua remoção da lista de usuários cadastrados e de todas as comunidades às quais ele pertencia. Logo, todos os apontadores para ele (em comunidades nas quais ele era membro) devem ser removidos. Ao final, ele deve ser inserido na lista de suspensos. De forma similar, a estrutura de dados correspondente a um dos sites mais recentemente acessados deve ser alocada somente uma vez e inserida na lista de sites. Apontadores para estas estruturas devem ser inseridos nas pilhas associadas a cada comunidade. Quando um site previamente acessado deixa de figurar entre os S mais recentemente acessados de todas as comunidades, ele deve ser removida da lista de sites. Você está livre para definir as operações que compõem cada TAD. Lembre-se de especificá-las e justificá-las no seu relatório. Sejam quais forem, elas devem dar suporte às seguintes operações da sua aplicação: 1. CadastraUsuario(usuário) esta operação recebe o nome de um usuário e deve cadastrá-lo no sistema, incluindo na lista de usuários cadastrados. 2. AcessaSite(usuário, site): esta operação deverá registrar o acesso do usuário a um site fora do domínio do XOL 3. AcessaPágina(usuário1, usuário2): esta operação deverá registrar o acesso do usuario1 à pagina do usuário2, que deve estar cadastrado no sistema. 4. SuspendeUsuario(usuário): esta operação deverá suspender a conta de um usuário, removendo ele da lista de cadastrados, removendo todas as referências a ele das comunidades ativas e inserindo-o na lista de suspensos 5. CriaComunidade(usuário, nome_comunidade): esta operação cria uma comunidade com um determinado nome e insere um usuário como seu primeiro membro. A operação não pode ocorrer caso já exista uma comunidade ativa no sistema com o mesmo nome. 6. InsereNaComunidade(usuário, nome_comunidade): esta operação insere um usuário cadastrado em uma comunidade já existente e ativa no sistema. 7. RemoveUsuárioComunidade(usuário, nome_comunidade): esta operação deverá remover um usuário de uma comunidade da qual ele pertença, cuidando para remover todas as arestas que o ligam a outros membros da comunidade. Caso ele seja o último membro da comunidade, a mesma deve ser removida do sistema.

4 8. RemoveInteresse(usuário1, usuário2, nome_comunidade): esta operação deverá remover do mapa referente a uma comunidade, a aresta ligando o usuário1 ao usuário2, removendo, assim, o interesse do usuário1 na página do usuário2. 9. InteresseComumUsuário(usuário1, p): esta operação imprime os nomes dos usuários que acessaram o site de usuário1 pelo menos p vezes. Para cada usuário impresso, imprima também a(s) comunidade(s) a(s) qual (quais) tanto ele quanto usuário1 pertencem. 10. ImprimeMaisPopular: imprime o site, fora do domínio do XOL, mais acessado por todos os usuários, seguido do número total de acessos e do número de comunidades em que ele figura entre os S mais recentemente acessados. 11. ImprimeUsuário(usuário1): esta operação deverá imprimir todas as informações a respeito do usuário1, incluindo seu nome, a lista de comunidades às quais ele pertence e, para cada uma dessas comunidades, a lista de usuários para os quais usuario1 demonstrou interesse (incluindo o número de acessos realizados), desde que este interesse não tenha sido explicitamente removido pelo comando RemoveInteresse (item 9) e o número de acessos realizados a sites fora do domínio do XOL. 12. ImprimeComunidade(nome_comunidade): esta operação deverá imprimir todas as informações referente a uma comunidade. 13. ImprimeSuspensos():esta operação deverá imprimir todas as informações referentes aos usuários que tiveram suas contas suspensas. Note que algumas destas operações podem ser implementadas como parte de um dos TADs. Outras podem ser implementadas utilizando operações, definidas por você, para compor as interfaces dos TADs. Note ainda que as implementações das operações acima deverão tratar todos os casos excepcionais. Exemplos de casos excepcionais incluem, mas não estão restritos a, um acesso de um usuário com conta suspensa, uma suspensão de um usuário cuja conta já foi suspensa, um acesso a uma página de usuário suspenso, uma inserção de usuário em uma comunidade inexistente. Cada caso excepcional deve ser adequadamente tratado, com a emissão de mensagens de erros. O seu programa deverá ler os dados de entrada a partir de um arquivo. Esse arquivo é basicamente uma lista de comandos (um por linha) em formato texto. O formato a ser usado é dado abaixo: CADASTRA_USUARIO nome_usuario ACESSA_SITE nome_usuario1 nome_site ACESSA_PAGINA nome_usuario1 nome_usuario2 SUSPENDE_USUARIO nome_usuario CRIA_COMUNIDADE nome_usuario nome_comunidade INSERE_COMUNIDADE nome_usuario nome_comunidade REMOVE_USUARIO_COMUNIDADE nome_usuario nome_comunidade REMOVE_INTERESSE nome_usuario1 nome_usuario2 nome_comunidade INTERESSE_COMUM_USUARIO nome_usuario número IMPRIME_MAIS_POPULAR

5 IMPRIME_USUARIO nome_usuario IMPRIME_COMUNIDADE nome_comunidade IMPRIME_SUSPENSOS Um exemplo ilustrativo da entrada é: CADASTRA_USUARIO Jose CADASTRA_USUARIO Maria CADASTRA_USUARIO Pedro CADASTRA_USUARIO Joao CRIA_COMUNIDADE Maria Teste (Comunidade Teste criada com 1 usuário: Maria) CRIA_COMUNIDADE Maria Teste2 (Comunidade Teste2 criada com Maria) ACESSA_PAGINA Jose Maria (Jose é inserido na comunidade Teste) INSERE_COMUNIDADE Pedro Teste (Pedro é inserido na comunidade Teste) ACESSA_SITE Jose ( inserido na lista de Teste) ACESSA_PAGINA Jose Maria (Jose acessa página de Maria pela 2ª vez) ACESSA_PAGINA Maria Pedro ACESSA_PAGINA Joao Maria ACESSA_SITE Maria ( inserido no topo da lista de Teste) ACESSA_SITE Maria INTERESSE_COMUM_USUARIO Maria 2 (imprime José, comunidade Teste) REMOVE_INTERESSE Jose Maria (remove aresta conectando José a Maria em Teste) IMPRIME_DADOS Jose IMPRIME_COMUNIDADE Teste SUSPENDE_USUARIO Joao IMPRIME_MAIS_POPULAR (imprime 2 acessos, 1 comunidade) IMPRIME_SUSPENSOS O comando INTERESSE_COMUM_USUARIO Maria 2 deve retornar apenas José, pois ele é o único que acessou pelo menos 2 vezes a página de Maria. Você deverá fazer vários testes com o seu programa, discutindo os resultados no relatório que deverá ser entregue. ATENÇÃO: Soluções que não correspondam à implementação de Tipos Abstrato de Dados serão duramente penalizadas por não atenderem a especificação. As demais regras para realização e submissão do trabalho se encontram no site da disciplina.