LISTAS - ARMAZENAMENTO NÃO SEQUENCIAL COM MEMÓRIA DINÂMICA

Transcrição

1 LISTAS - ARMAZENAMENTO NÃO SEQUENCIAL COM MEMÓRIA DINÂMICA int *Lista; Lista Tamanho Máximo: - Variável Acesso: - Sequencial Tamanho atual: - Percorrer a lista até ao fim e contar os elementos

2 Operações sobre uma lista: - Criar uma lista - Criar um nodo de uma lista - Libertar/destruir um nodo de uma lista - Verificar se uma lista está vazia - Listar/mostrar os elementos de uma lista - Determinar o comprimento (número de elementos) de uma lista - Consultar um elemento numa lista (verificar se existe) - Inserir um elemento numa lista (início, geral, fim e por ordem) - Remover um elemento de uma lista (início, geral e fim) - Trocar dois elementos de uma lista (consecutivos e distantes)

3 Lista vazia Lista Lista com um elemento Lista ponteiro nulo 9 Pesquisa de um elemento numa Lista - Pesquisa sequencial

4 Remoção de um elemento (caso geral) - Desenho inicial Ant P Desenho final:

5 Inserção de um elemento (caso geral) - Desenho inicial: Desenho final:

6 Troca de dois elementos consecutivos: Desenho inicial: 3 1 P P1 P2 2 - Desenho final:

7 Lista ligada Ponteiro auxiliar Avançar (PAux = PAux Prox)

8 PAux no fim PAux passou o fim (PAux = NULL)

9 Nodos e ligações - Os registos designam-se por nodos (ou nós) - Os ponteiros designam-se por ligações. - Como a ligação em cada nodo indica onde encontrar o próximo elemento, pode-se usar o nome Prox para designar a ligação. - Traduzindo estas definições para a linguagem C obtemos: struct Nodo { Info Elemento; ; struct Nodo *Prox; typedef struct Nodo *PNodo; - Note-se que nesta declaração se está perante um problema de circularidade: o campo Prox é um ponteiro para um elemento do tipo Nodo e faz parte da estrutura Nodo.

10 Criar uma lista Entrada: nada (void) Saída: devolve um ponteiro para uma lista vazia (sem elementos) Função: PNodo Criar () { PNodo L; L = NULL; return L;

11 Criar um nodo de uma lista Entrada: a informação propriamente dita que faz parte de um nodo Saída: um ponteiro para um nodo (informação + ligação) Função: PNodo CriarNodo (Info X) { PNodo P; P = (PNodo) malloc (sizeof(struct Nodo)); if (P == NULL) return NULL; P Elemento = X; P Prox = NULL; return P;

12 Libertar/destruir um nodo de uma lista Entrada: um ponteiro para o nodo que se pretende destruir Saída: o ponteiro a apontar para NULL Função: void LibertarNodo (PNodo P) { free (P); P = NULL;

13 Verificar se uma lista está vazia Entrada: um ponteiro para o início da lista Saída: 1 (se a lista está vazia) ou 0 (se a lista não está vazia) Função: int Vazia (PNodo L) { if (L == NULL) return 1; else return 0;

14 Listar/mostrar do início para o fim os elementos de uma lista Entrada: um ponteiro para o início da lista Saída: nada (apenas mostra os elementos da lista no monitor) Função: listar do início para o fim (versão iterativa) void Listar (PNodo L) { while (L!= NULL) { printf(l Elemento); L = L Prox;

15 Listar/mostrar do início para o fim os elementos de uma lista Entrada: um ponteiro para o início da lista Saída: nada (apenas mostra os elementos da lista no monitor) Função: listar do início para o fim (versão recursiva) void ListarRec (PNodo L) { if (L!= NULL) { printf(l Elemento); ListarRec(L Prox);

16 Listar/mostrar do fim para o início os elementos de uma lista Entrada: um ponteiro para o início da lista Saída: nada (apenas mostra os elementos da lista no monitor) Função: listar do fim para o início (versão recursiva) void ListarContrarioRec (PNodo L) { if (L!= NULL) { ListarContrarioRec(L Prox); printf(l Elemento);

17 Determinar o tamanho de uma lista Entrada: um ponteiro para o início da lista Saída: o tamanho da lista Função: determinar o número de elementos de uma lista (versão iterativa) int Tamanho (PNodo L) { int tam = 0; while (L!= NULL) { tam++; L = L Prox; return tam;

18 Determinar o tamanho de uma lista Entrada: um ponteiro para o início da lista Saída: o tamanho da lista Função: determinar o número de elementos de uma lista (versão recursiva) int TamanhoRec (PNodo L) { if (L == NULL) return 0; else return 1 + TamanhoRec(L Prox);

19 Consultar um elemento numa lista Entrada: um ponteiro para o início da lista e o elemento a consultar Saída: 0 (não existe o elemento) ou 1 (o elemento existe) Função: verificar se um elemento está na lista (versão iterativa) int Consultar (Info X, PNodo L) { while (L!= NULL && L Elemento!= X) L = L Prox; if (L == NULL) return 0; else return 1;

20 Consultar um elemento numa lista Entrada: um ponteiro para o início da lista e o elemento a consultar Saída: 0 (não existe o elemento) ou 1 (o elemento existe) Função: verificar se um elemento está na lista (versão recursiva) int ConsultarRec (Info X, PNodo L) { if (L == NULL) return 0; if (L Elemento == X) return 1; else return ConsultarRec(X, L Prox);

21 Procurar o nodo anterior dum elemento numa lista Entrada: o elemento X a procurar e a lista não vazia L (X L) Saída: ponteiro para o nodo anterior ao nodo com X (NULL se X no início) Função: versão iterativa PNodo ProcurarAnterior (Info X, PNodo L) { PNodo Ant = NULL; while (L!= NULL && L Elemento!= X){ Ant = L; L = L Prox; return Ant;

22 Procurar o nodo anterior dum elemento numa lista Entrada: o elemento X a procurar e a lista não vazia L (X L) Saída: ponteiro para o nodo anterior ao nodo com X (NULL se X no início) Função: versão recursiva PNodo ProcurarAnteriorRec (Info X, PNodo L) { if (L Elemento == X) return NULL; // só acontece se X estiver no início de L if ((L Prox) Elemento == X) return L; return ProcurarAnteriorRec(X, L Prox);

23 Inserir um elemento numa lista (no início) - esquema

24 Inserir um elemento numa lista (no início) Entrada: um ponteiro para o início da lista (L) e o elemento a inserir (X) Saída: a lista L atualizada (com mais um elemento) Função: PNodo InserirInicio (Info X, PNodo L) { PNodo P; P = CriarNodo(X); if (P == NULL) return L; P Prox = L; (1) L = P; (2) return L;

25 Inserir um elemento numa lista (no fim) - esquema

26 Inserir um elemento numa lista (no fim) Entrada: um ponteiro para o início da lista (L) e o elemento a inserir (X) Saída: a lista L atualizada (com mais um elemento) Função: versão iterativa PNodo InserirFim (Info X, PNodo L) { PNodo P, PAux = L; P = CriarNodo(X); if (P == NULL) return L; if (L == NULL) return P; while (PAux Prox!= NULL) // marcar o elemento do fim de L PAux = PAux Prox; PAux Prox = P; return L;

27 Inserir um elemento numa lista (no fim) Entrada: um ponteiro para o início da lista (L) e o elemento a inserir (X) Saída: a lista L atualizada (com mais um elemento) Função: versão recursiva PNodo InserirFimRec (Info X, PNodo L) { PNodo P; if (L == NULL){ // só acontece se a lista inicial for vazia P = CriarNodo(X); if (P!= NULL) L = P; return L; if (L Prox == NULL){ // fim da lista L P = CriarNodo(X); if (P!= NULL) L Prox = P; return L; return InserirFimRec(X, L Prox);

28 Inserir um elemento numa lista ordenada (entre dois elementos) - Esquema - Nota: Esta operação usa uma operação auxiliar para procurar o local onde inserir o elemento.

29 Inserir um elemento numa lista ordenada (entre dois elementos) Entrada: a lista L (ordena por ordem crescente) e o elemento X, Saída: o ponteiro do elemento que estará antes do elemento X (NULL se no início). Função (auxiliar): PNodo ProcurarInserirOrdem (Info X, PNodo L) { PNodo Ant = NULL; while (L!= NULL && L Elemento < X){ Ant = L; L = L Prox; return Ant;

30 Inserir um elemento numa lista ordenada (entre dois elementos) Entrada: a lista L (ordena por ordem crescente) e o elemento X, Saída: a lista L atualizada (com mais um elemento) Função (principal): PNodo InserirOrdem (Info X, PNodo L) { PNodo P, PAnt; P = CriarNodo(X); if (P == NULL) return L; if (L == NULL) return P; // a lista L inicia-se em P PAnt = ProcurarInserirOrdem(X, L); if (PAnt == NULL) { // inserir no início de L P Prox = L; return P; P Prox = PAnt Prox; (1) PAnt Prox = P; (2) return L;

31 Remover um elemento duma lista esquema - Caso geral: - Primeiro elemento: - Último elemento:

32 Remover um elemento de uma lista Entrada: o elemento X a remover e uma lista não vazia L (X L) Saída: a lista atualizada (sem o elemento X) Função: versão iterativa PNodo Remover (Info X, PNodo L) { PNodo P, PAnt; PAnt = ProcurarAnterior(X, L); if (PAnt == NULL) { // remover elemento do início de L P = L; L = L Prox; else { P = PAnt Prox; PAnt Prox = P Prox; // ou (PAnt Prox) Prox LibertarNodo(P); return L;

33 Remover um elemento duma lista Entrada: o elemento X a remover e uma lista não vazia L (X L) Saída: a lista atualizada (sem o elemento X) Função: versão recursiva PNodo RemoverRec (Info X, PNodo L) { PNodo P; if (L Elemento == X){ P = L; L = L Prox; LibertarNodo(P); return L; if ((L Prox) Elemento == X){ P = L Prox; L Prox = P Prox; // ou (L Prox) Prox; LibertarNodo(P); return L; return RemoverRec(X, L Prox);

34 Trocar dois elementos numa lista - esquema - Elementos consecutivos: - Elementos distantes: