Desafios de Programação TCC Turma A-1

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1 Desafios de Programação TCC Turma A-1 Conteúdo Estruturas de Dados Elementares Professor Leandro Augusto Frata Fernandes Material disponível em Leitura Sugerida Art of Programming Contest AREFIN, A.S. 2nd ed. Gyankosh Prokashoni: 2006 Capítulo 4 Competitive Programming 2 HALIM, S.; HALIM, F. Lulu: 2012 Capítulo 2 Competitive Programming 3 HALIM, S.; HALIM, F. Lulu: 2013 Capítulo 2 Programming Challenges SKIENA, S.S.; REVILÇA, M.A. Springer: 2003 Capítulo 2 TCC Desafios de Programação 2 1

2 Estruturas de Dados Elementares TCC Desafios de Programação 3 Estruturas de Dados Modo particular de armazenamento e organização de dados Deve-se optar pela estrutura mais eficiente em um determinado contexto A escolha inadequada da estrutura fará você perder tempo contornando deficiências impostas Para escolher bem, deve-se conhecer as opções ou criar novas o Algumas são elementares e serão abordadas neste encontro TCC Desafios de Programação 4 2

3 Estruturas de Dados Elementares Pilha (stack) Fila (queue) Fila de prioridade (priority queue) Dicionário (dictionary) Conjunto (set) TCC Desafios de Programação 5 Pilha Stack Empilhar (push) Desempilhar (pop) Inicializar (initialize) Testar se cheia (full) Testar se varia () Informação mínima necessária Topo (top) LIFO Estruturas aninhadas (parênteses) Substituir chamadas recursivas Busca em profundidade Dica Facilmente implementada usando array ou lista encadeada TCC Desafios de Programação 6 3

4 std::stack<t, Container> push pop top std::vector<t> java.util.stack<e> push pop peek isempty search std::list<t> TCC Desafios de Programação 7 Fila Queue FIFO Enfilerar (enqueue) Desenfilerar (dequeue) Inicializar (initialize) Testar se cheia (full) Testar se varia () Informação mínima necessária Início (head) Fim (tail) Baralhos Busca em largura Dica Mais facilmente implementada usando lista encadeada TCC Desafios de Programação 8 4

5 std::queue<t, Container> push pop front back Size java.util.arraydeque<e> java.util.linkedlist<e> push, add, addfirst, addlast pop, removefirst, removelast element, getfirst, getlast isempty std::vector<t> std::list<t> TCC Desafios de Programação 9 Fila de Prioridade Priority Queue Inserir (insert) Máximo (maximum) Extrair máximo (extract maximum) (Veja Heap ) Organização de agenda Obter o próximo em simulação de aeroportos, estacionamento Organizar eventos em problemas de geometria computacional TCC Desafios de Programação 10 5

6 Heap Árvore binária que satisfaz a propriedade Max Heap: As chaves dos nós pais são sempre maiores que ou iguais às chaves dos nós filhos e a maior chave está no nó raiz Min Heap: Similar ao anterior, mas com relação inversa de chaves Complexidade O(log n) na inserção e remoção O(n) na construção inicial TCC Desafios de Programação 11 Heap Organização em um array Filhos nos índices 2i + 1 and 2i + 2 Pai no índice (i 1) 2 TCC Desafios de Programação 12 6

7 std::priority_queue <T, Container, Compare> push pop top Size java.util.priorityqueue<e> add remove element, peek isempty TCC Desafios de Programação 13 Dicionário Dictionary Inserir (insert) Excluir (delete) Buscar (search) Implementado com árvore AVL, árvore rubro-negra, hashing, listas ordenadas sequenciais ou encadeadas Recuperar informação baseado em conteúdo e não em posição TCC Desafios de Programação 14 7

8 std::map <Key, Type, Compare> std::hash_map <Key, Type, Compare> insert erase find count java.util.hashmap<k,v> java.util.hashtable<k,v> java.util.linkedhashmap <K,V> TCC Desafios de Programação 15 Conjunto Set É membro União Intersecção Inserção Deleção Noção de conjunto/subconjunto Diferenciam-se de dicionários por conhecer quais elementos não fazem parte se um dado conjunto Ocorrência única de elementos Dica Vetor de bits pode ser conveniente O uso de dicionários é uma escolha atrativa para conjuntos grandes Dicionários ordenados auxiliam união e intersecção TCC Desafios de Programação 16 8

9 std::set<t, Compare> insert erase find count java.util.hashset<e> java.util.linkedhashset<e> java.util.treeset TCC Desafios de Programação 17 9