Centro Universitario UAEM Valle de México · Estructura de Datos Centro Universitario UAEM Valle...

EstructuradeDatos

CentroUniversitarioUAEMValledeMéxico

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Estructura)poPila-VictorM.LandassuriM.

UnidadII.EstructurasdeDatosLineales-Pilas

LicenciaturaenIngenieríaenComputaciónFechadecración–julio2016–semestreimparKdo2016B

1

MAPA CURRICULAR DE LA LICENCIATURA DE INGENIERÍA EN COMPUTACIÓN 2004 CRÉDITOS TOTALES: 430-450

TRA

TAM

IEN

TO D

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INFO

RMA

CIÓ

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DE

CO

MPU

TAD

ORA

SM

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MÁ

TICA

S SO

FTW

ARE

DE

BASE

EN

TORN

O S

OC

IAL 2

04

SOCIOLOGÍA

ECUACIONES DIFERENCIALES

408

SOCIEDAD E INGENIERÍA

2 0 4

LECTURA Y REDACCIÓN

0 2 2

LEGISLACIÓN INFORMÁTICA

2 0 4

AUDITORIA INFORMÁTICA

2 2 6

ADMINISTRACIÓN DE PROYECTOS

INFORMÁTICOS 2 2 6

FORMACIÓN DE LÍDERES

1 2 4

INFERENCIA ESTADÍSTICA

2 1 5

CÁLCULO NUMÉRICO

3 0 6

VARIABLE COMPLEJA

3 0 6

SIMULACIÓN 1 2 4

ANÁLISIS DE FOURIER

2 0 4

QUÍMICA GENERAL 3 1 7

TIPOS Y CONFIGURACIONES

2 1 5

INSTALACIONES Y EQUIPOS

2 1 5

AUDITORIA DE REDES 1 2 4

SERVICIOS DE INTERNET

1 2 4

INTERCONEXIÓN DE REDES1 2 4

MINERÍA DE DATOS 2 2 6

SISTEMAS GESTORES DE

BASES DE DATOS

135

317

BASES DE DATOS AVANZADAS

226

FUNDAMENTOS DE BASES DE

DATOS

ENSAMBLADORES 317

419

COMPILADORES SISTEMAS OPERATIVOS

419

TIPOS DE SISTEMAS

OPERATIVOS

419

ADMINISTRACIÓN Y SEGURIDAD DE

SISTEMAS OPERATIVOS

306

237

INSTALACIÓN, CONFIGURACIÓN Y COMUNICACIÓN DE

SISTEMAS OPERATIVOS

SEGURIDAD EN REDES

419

ANÁLISIS Y DISEÑO DE REDES

419

ADMINISTRACIÓN DE REDES

328

MODELOS DE REDES

317

PROTOCÓLOS DE RED

419

328

TRANSMISIÓN DE DATOS

METROLOGÍA 124

4.509

FÍSICA BÁSICA 328

ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO

AUTÓMATAS Y LENGUAJES FORMALES

306

CIRCUITOS ELÉCTRICOS

419

328

ELECTRÓNICA ANALÓGICA

339

LÓGICA SECUENCIAL Y

COMBINATORIA

328

ELECTRÓNICA DIGITAL

SISTEMAS DIGITALES

339

ARQUITECTURA DE

COMPUTADORAS

328

306

CÁLCULO 3CÁLCULO 14.509

GEOMETRÍA ANALÍTICA

408

CÁLCULO 24.509

INVESTIGACIÓN DE

OPERACIONES

317

306

PROBABILIDAD Y ESTADÍSTICA ÁLGEBRA LINEAL

306

ÁLGEBRA SUPERIOR

408

226

INGLÉS C1215

COMUNICACIÓN Y RELACIONES

HUMANAS INGLÉS C2

226

215

ADMINISTRACIÓN ECONOMÍA 204

306

ADMINISTRACIÓN DE RECURSOS

INFORMÁTICOS

METODOLOGÍA DE LA

INVESTIGACIÓN

215

ÉTICA 2 0 4

113

LENGUAJE ENSAMBLADOR

MAPA CURRICULAR DE LA LICENCIATURA DE INGENIERÍA EN COMPUTACIÓN 2004 CRÉDITOS TOTALES: 430 - 450

INTE

RAC

CIÓ

N H

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BRE –

MÁ

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NA

PRO

GRA

MA

CIÓ

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ING

ENIE

RÍA

DE

SOFT

WA

RE

ORGANIZACIÓN DE ARCHIVOS

328

LENGUAJE DE PROGRAMACIÓN

ORIENTADO A OBJETOS 2 1 5

ANÁLISIS DE SISTEMAS

328

LENGUAJE DE PROGRAMACIÓN

VISUAL 2 1 5

ESTÁNDARES DE CALIDAD

2 2 6

328

PROGRAMACIÓN PARALELA Y DISTRIBUIDA

DISEÑO DE SISTEMAS

328

ANÁLISIS DE LENGUAJES DE PROGRAMACIÓN

2 2 6

LENGUAJE DE PROGRAMACIÓN ESTRUCTURADO

2 1 5

MÉTRICAS DE SOFTWARE

2 2 6

PROGRAMACIÓN AVANZADA

339

PROGRAMACIÓN ORIENTADA A

OBJETOS

328

306

TEORÍA DE SISTEMAS

ESTRUCTURAS DE DATOS

328

PROGRAMACIÓN ESTRUCTURADA

339

MULTIMEDIA 2 2 6

FUNDAMENTOS DE ROBÓTICA

215

DESARROLLO MULTIMEDIA

1 2 4

TRATAMIENTO DE IMÁGENES

215

215

INTERACCIÓN HOMBRE-MAQUINA

ROBÓTICA AVANZADA

1 2 4

REDES NEURONALES1 2 4

215

SISTEMAS EXPERTOS

VISIÓN ARTIFICIAL 2 0 4 GRAFICACIÓN

215

ALGORITMOS GENÉTICOS

1 2 4 LÓGICA

215

8 Á

REA

S

CUR

RIC

ULA

RES

HT Horas TeóricasHP Horas PrácticasCR Créditos

12 LÍNEAS DE SERIACIÓN

SIMBOLOGÍA

TOTAL DEL NÚCLEO SUSTANTIVO39 UA PARA CUBRIR

282 CRÉDITOS

TOTAL DEL NÚCLEO BÁSICO

17 A 18 UA PARA CUBRIR109 A 114 CRÉDITOS

NÚCLEO INTEGRAL OBLIGATORIAS

CURSAR Y ACREDITAR 3 UA

5 HT 7 HP

17 CR

113 HT 56 HP282 CR

NÚCLEO SUSTANTIVO OBLIGATORIAS

CURSAR Y ACREDITAR 39 UA

NÚCLEO BÁSICO OPTATIVAS:ACREDITAR 1 (CUALQUIERA) ó 2 UA (1 DE 2 CR +1 DE 5 CR ó 4CR) PARA CUBRIR DE

2 A 7 CRÉDITOS

NÚCLEO BÁSICO OBLIGATORIAS

CURSAR Y ACREDITAR16 UA

49.5 HT 8 HP

107 CR

TOTAL DEL NÚCLEO INTEGRAL

8 A 10 PARA CUBRIR DE 39 A 54 CRÉDITOS

ACREDITAR LAS UA DE LA LÍNEA DE ACENTUACIÓN ELEGIDA PARA CUBRIR DE 22 A 37 CRÉDITOS.

NÚCLEO INTEGRAL OPTATIVAS: LÍNEA DE ACENTUACIÓN DESARROLLO

DE SOFTWARE DE APLICACIÓN

NÚCLEO INTEGRAL OPTATIVAS: LÍNEA DE ACENTUACIÓN INTERACCIÓN

HOMBRE-MAQUINA E INTELIGENCIA COMPUTACIONAL

NÚCLEO INTEGRAL OPTATIVAS: LÍNEA DE ACENTUACIÓN REDES Y

COMUNICACIONES

NÚCLEO INTEGRAL OPTATIVAS: LÍNEA DE ACENTUACIÓN ADMINISTRACIÓN

DE PROYECTOS INFORMÁTICOS

TOTAL DEL PLAN DE ESTUDIOS

UA OBLIGATORIAS 58UA OPTATIVAS 6 A 9 UA A ACREDITAR 64 A 67

CRÉDITOS 430-450

2

•  VisiónglobaldelaUnidaddeAprendizaje(UDA)

•  Descripcióndelaunidaddeaprendizaje

•  Unidad2.EstructurasdeDatosLineales–Pilas

•  Ejercicios

•  Resumen

•  GuiónExplica)vo

•  BibliograIa

ÍndicedeContenidos


3Estructura)poPila-VictorM.LandassuriM.

Descripcióndela

unidaddeaprendizaje

Estructura)poPila-VictorM.LandassuriM. 4


IdenKficacióndelCurso

HorasdeTeoría:3hrs.

HorasdePrácKca:2hrs.

LicenciaturaenIngenieríaenComputación

Créditos:8

UnidaddeAprendizajeAntecedente:ProgramaciónEstructurada

UnidaddeAprendizajeConsecuente:OrganizacióndeArchivos

5EstructuradeDatosLineales-VictorM.LandassuriM.

Presentación

Elestudiodelasestructurasdedatos,sindudaes uno de losmás importantes dentro de lascarreras relacionadas con la Computación, yaque en el conocimiento eficiente de lasestructuras de datos suele ser imprescindibleen la formación de los alumnos debido a latrascendenciaqueunaprendizajeteórico-prác)code lasmisma supondrá en sucarrera.


Lineamientos

DelProfesor

•  CumplirenKempoycontenidoelprogramade

launidaddeaprendizaje•  Establecertoleranciaparaeliniciodeclases•  Proponeryrespetarformasdeevaluación•  Generarensusalumnosunavisiónintegradora

delaunidaddeaprendizaje•  Respetarelnúmerodehorasteóricasy

pracKcasdelaunidaddeaprendizaje

•  CadasesióndeberáconcluirconunaseriedeejerciciosderepasoquepermiKránreafirmarlosconocimientosdelcurso

•  Preferentementelasfechasdeexámenesyentregadelproyectofinaldeberánestablecersedesdeelprincipio

DelAlumno

•  Contarconel80%deasistenciaparapresentarexamenordinario

•  Contarconel60%deasistenciaparapresentarexamenextraordinario

•  Contarconel30%deasistenciaparapresentarexamenaKtulodesuficiencia

•  UKlizarunlenguajeestructuradoparalaelaboracióndeprogramas

•  TenersenKdoderesponsabilidadenlostrabajosclaseyextraclase

•  EntregarenKempoyformalostrabajosclaseyextraclase

•  TenersenKdodeinterrogaciónyparKcipacióndentrodelsalóndeclases

•  Elalumnodeberáentregartodasycadaunadelasseriesdeejercicios.


Propósito

Que el alumno idenKfique las herramientasteóricasfundamentalesparalarepresentaciónyman ipu l a c i ón de i n fo rmac ión en l acomputadora haciendo énfasis en el Kpo dedatosdinámicos.


Competenciasgenéricas

9

Desarrol lar programas anal izando ydiseñandosolucionesaproblemas realesdelentorno a través del uso de herramientaslógicas



Ámbitodedesempeño

Empresas públicas y privadas del sectorindustrial,educaKvo,comercialydeservicios.

10

Estructura

11

• ReconocerymanejarlasvariablesdinámicasUnidad1.

• AplicarlasprincipalesestructurasdedatoslinealesUnidad2.

• AplicarlaestructuradedatosdeárbolUnidad3.

• AplicarlaestructuradedatosdegrafoUnidad4.



Estructuraporunidad

•  Unidad1.Reconocerymanejarlasvariablesdinámicas– Estructurasdedatos:Definición,Tipos.– Abstracción:Definición.TAD.– VariablesDinámicas:Apuntadores,Operacionesbásicas.

12

Estructuraporunidad

•  Unidad2.Aplicarlasprincipalesestructurasdedatoslineales–  Pilas:Representación.Operaciones(Inserción,Eliminación,Pila Llena, Pila Vacía). Tratamiento de expresionesaritmé)cas:notacióninfija,prefija,posfija.aplicaciones

–  Colas: Representación. Operaciones (Inserción,Eliminación, Cola Llena, Cola Vacía). Cola circular.Aplicaciones.

–  Listas. Representación. Operaciones (Inserción,Eliminación, Recorrido, Búsqueda). Listas doblementeligadas.Aplicaciones


Estructuraporunidad

•  Unidad3.Aplicarlaestructuradedatosdeárbol– R e c u r s i v i d a d D i r e c t a : D e fi n i c i ó n .Funcionamiento– Árboles:Usos.Caracterís)cas.– ÁrbolesbinariosdeExpresiones:Caracterís)cas.Evaluacióndeexpresionesaritmé)cas.– Árboles Binarios de Búsqueda: Caracterís)cas.Operaciones(Inserción,eliminación,búsqueda)


Estructuraporunidad

•  Unidad4.Aplicarlaestructuradedatosdegrafo– Grafos: Caracterís)cas. Tipos. Representaciónyconstrucción.OperacionesLibreríaestándar,interfazconelsistemaopera)vo– GrafosDirigidos:Algoritmosparalaobtencióndelcaminomáscorto.– Grafos No dirigidos: Algoritmos para laobtencióndecostomínimo


ProcedimientosdeEvaluación

16

Lacalificaciónordinariaseob)enecomolasumadelTrabajosemestralyelProyectofinal.ParatenerderechoapresentarelProyectofinalsedebeobtenerunpromediomínimode6.0/10.0eneltrabajosemestral.Trabajosemestral:•  Programasproductoyac)vidadesclaseyextraclase 30%•  Exámenesparcialesescritos 20%•  ProyectoFinal 50%SepodráexentarelProyectofinalsiempreycuandosetengaunmínimode80%deasistencias,seapruebenlosexámenesparcialesyelpromediodelTrabajosemestralseadealmenos8.0/10.0ExtraordinariayaTítulodeSuficiencia:•  Examenescrito 60%•  Proyecto 40%


17

Unidad2.

EstructurasdeDatosLineales-Pilas


18

•  Breverepasodearreglosylistas•  Pilas•  Aplicaciones•  Implementación– Pilasconarreglosestá)cos– Pilasconarreglosdinámicos– Pilasconlistasenlazadas

•  Ejercicios

Contenido


19

•  Losarreglos)eneneloperadordeaccesoaleatorio

[]•  Loquesignificaquepodemosrecuperar

omodificarcualquierelementodeelenunsoloacceso

•  Obien,sinrecorrertodosloselementosanterioresalelementodeinterés–  Cadaelementoesaccesadodirectamenteenun

)empoconstante

Arreglos


20

•  Unejemplocomúndeaccesoaleatorioesunlibro– Cadapáginadeunlibroesindependientedelaotra

•  Así,elaccesoaleatorioesimportanteendiversosalgoritmos,porejemploen– Labúsquedabinaria

Arreglos


21

•  Enotroejemplo– Laslistasligadassonotro)podeestructuradedatos

– Cadaelementopuedeseraccesadoenunordendeterminado

– Esdecir,quedanbienpararepresentar:•  unroyodepapel•  unacinta

– Todosloselementosanteriores)enenqueserrecorridosparallegaralelementodeinteres

Listasligadas


22

•  Estejuegodediaposi)vascon)eneuncasodeestructurasdedatossecuenciales.

•  Llamadasdeaccesolimitado

•  Paranuestrocaso,veremoslaestructuradedatos)poPila

Listasligadas


23

•  Esuncontenedordeobjetos•  Insertadosyremovidosdeacuerdo– Úl)moenllegar–Primeroensalir– LIFO(Leastinput–FirstOutput)

•  Enlacabeza(partemásalta)delapilasolosepermitendosoperaciones– Push– Pop

Pilas


24

•  Push–  Insertaelementoeneltopedelapila

•  Pop– Remueveunelementodeltopedelapila

•  Ejemplo:– Librosapilados,ounoencimadelotro– Puedesagregarunlibroencima,yre)rarunodeencima

Pilas


25

Pilas


Pila(Stack)

26

•  Unapilaesunaestructuradedatosrecursiva– Lapilaestavacíao– Consistedeuntopeyelrestodelapila

•  Aplicaciones– Reservarunapalabra– Operacióndeshacer– Backtraking– Procesamientodelenguaje,...

Pilas


27

•  Reservarunapalabra:–  Insertasunapalabraenlapila–letraporletra– Luegolassacassegúnseanecesario

•  Deshacer(undo):– Seman)eneunhistorialdetodosloscambioseneltexto

– Cadacambioseapila– PorejemploenMSWord– Siquieresregresaralestadoanterior,¿teimaginarasquepasaesesaestructura?

Aplicaciones


28

•  Aplicaciónenloslaberintos– ¿Comoencuentrasuncaminodelinicioalfinal?

•  Unavezquellegasauncaminomuerto– Te)enesqueregresar(Backtrak)– Tienesqueregresarvariospasoshastaqueencuentresotrocaminopotencialmenteú)l

Backtraking


29

Backtraking


30

Backtraking


Sellegaauncaminomuerto

31

Backtraking


Empezamosaregresarenesospasosdados

32

Backtraking



33

Backtraking



34

Backtraking



35

Backtraking


Alsacarlosnecesariosdelapila,seencuentraotraruta,entoncesempezamosarecorrerla,introduciendodenuevacuentaesospasosenlapila

AvanzarsignificaPushRetrocedersignificaPop

36

•  Laspilassonu)lizadaspara:– Parámetros

– Variablesinternas

– Revisordesintaxisparamacheodeparéntesis

– Enlasfuncionesrecursivas

ProcesamientodeLenguaje


37

ImplementacióndePilas


38

•  Existendiversasformasdeimplementarunaestructurade)poPila:– Conarreglosestá)cos– ArreglosDinámicos– Listasligadas

•  Empecemosconlosarreglos

Implementación


39

•  Elementos:– Arregloconuntamaño>1– Unavariable“top”quehacereferenciaaltope– unavariable“capacity”quehacereferenciaalacapacidadmáximasoportadaporlapila•  Recuerdaqueesteesunarregloestá)co

– Topiniciaen-1•  Terminaencapacity–1

– Sedicequelapilaestavacíasitop=-1•  yllenacunadotop=capacity-1

PilasusandoarreglosestáKcos


40

•  Elementos:– Eltamañopermanececonstante– Sitop=capacity•  Exis)ríaundesbordamiento,dandounerrordesegmentaciónocausandoqueelprogramasedetengaabruptamente.•  Recuerdaquesiestasusandoapuntadoresparauntamañofijodepila,esposiblequeestenomarqueunerror–  Encasodeexis)rmasinformacióndeusarioadelantedelarreglo

•  Peropodríasestaracarreandounerrorsindatecuenta



41



14 32 3 2

012345

top capacity

42

•  Elementos:– Losmismosquelosanteriores,sinembargoahoraelarregloseasumequeesapuntador•  Porejemplo:usandomallococallocparadarmemoria

–  yusandoreallocparahacerlomásgrandeopequeño.

– Cuandotop=capacity•  Sepuederedimensionarelarregleconmásespacio

–  Porejemploconeldobledeespacioactual

Pilasusandoarreglosdinámicos


43

•  Laslistasligadasdanlamejorimplementación– Desdeunpuntodeeficiencia– Elprimerelemento)enesuapuntadornext=NULL– Cadaquellegaunnuevoelementosesolicitamemoria

Pilasusandolistasligadas


"↓1   "↓2   "↓3   "↓%  NULL

Nodotop

*next

44

•  Conlosconocimientosactualesque)enesdearreglosrealizaelsiguienteejercicio:– Crearunapiladetamañofijode5elementos– Crea3funciones:•  push–insertaelementoenlapila•  pop–sacaelementodelapila•  altura–regresaalalturadelapila

– Enestemomentonoverifiqueseldesbordamientodelapila,ytusfuncionespuedenu)lizarpasoporreferencia.

PrimerejerciciodePilas-1


45

•  Porejemplo,puedesusarunforpara–  Ingresar3elementosalapila–  Imprimeantesydespuésdeelloeltamañodelapila– Alterminar

•  Sacadoselementosdelapila•  Vuelveaimprimireltamañodelapila

•  Habiendoterminado,creaunacopiadetuprogramaymodiIcaloparaingresar100elementosenlapila,conuntamañodepilade5– Observaelerrorgeneradoycoméntalocontuscompañeros

PrimerejerciciodePilas-1


46

•  Teniendoelejercicioanterior– Realizaunavalidaciónparaevitarquelapilanollegueasilímite

– Sigueu)lizandoarreglosestá)cos

•  Cuandotermineselejercicio,estaremoslistosparausararreglosdinámicos

Ejercicio-2


47

•  Repe)relmismoejercicioperoahorausandoarreglosdinámicos

•  Modificalafunciónpush,paraquecunadolleguesaltope,duplicaseltamañodelapila

•  ComentacontuscompañerosquetanfácilodiIcileselejercicio– ¿Creesqueesmejoreste)podetécnicasparaproblemasdelavidareal?

Ejercicio-3


48

Resumen

•  Este juego de diaposi)vas presentó el conceptodeestructuradedatos)poPila.

•  Se describio como hacer una pila está)ca ydinámica,usandoarreglosolistasenlazadas.

•  Asímismo,realizastevariosejerciciosponiendoapruebalosconocimientospreviosdelamatería.

•  Ahora sabes comoprogramarlas y los problemasenqueaplicaestaestructuradedatos.


Estructura)poPila-VictorM.LandassuriM. 49

•  EstasdiaposiKvassedebendeleerenelordenqueaparecen.

•  Debes de haber revisado a detalle el bloque dediaposiKvas de memoria dinámica, así como el delistas simplemente y doblemente enlazadas parainiciarconestejuegodediaposiKvas

•  Posteriormente, puedes revisar las estructuras dedatosKpocolas.

GuionExplicaKvo

50

BibliograiaBásica

•  Aguilar, Joyanes Luis, Programación en C++, Algoritmos,estructurasdedatosyobjetos,Ed.McGrawHill,2002.

•  Weiss. Allen Mark, Estructuras de datos y Algoritmos,Addison-WesleyIberoamericana,S.A.,1995.

•  A.,Euán Jorge I., B. Cordero Luis G., Estructura de datos,UNAM,1984.

•  Cairó, Osvaldo y Guarda), Silvia. Estructura de datos. Ed.McGrawHill,2006.

•  Criado, Ma. Asunción. Programación de lenguajesestructurados.AlfaOmegaRa-Ma,2006.

•  López, Leobardo. Programación estructurada. Un enfoquealgorítmico.AlfaOmega,2004.


51

BibliograiaComplementaria

•  Drozdeck,Adam. Estrcuturas de datos y algor)mos en Java.Ed.Thomson,2007.

•  Joyanes, Luis M. Fernández, L. Sánchez, I. Zahonero.EstructurasdedatosenC.Ed.McGrawHill,2005.

•  Koffman,Elliotywolfang,Paul.EstrcuturadedatosconC++.Objetos,abstraccionesydiseño.Ed.McGrawHill,2008.

•  Nyhoff, Larry. TADs, Estructuras de datos y resolución deproblemasenC++.Ed.Pearson-Pren)ceHall,2006.


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