Listas lineares Denise Guliato Faculdade de Computao UFU

Listas lineares Denise Guliato Faculdade de Computação – UFU www. facom. ufu. br/~guliato Vários slides foram adaptados de Nina Edelwais e Renata Galante Estrutura de Dados – Série de Livros Didáticos - Informática - UFRGS

Listas lineares LL implementada usando alocação estática e acesso sequencial Denise Guliato Estrutura de Dados - FACOM

LL – contiguidade física Implementação de LL usando alocação estática e acesso sequencial • Utiliza a seqüencialidade da memória para representar a ordem entre os nodos • Endereços fisicamente adjacentes nodos logicamente adjacentes Adaptado de Nina Edelwais e Renata Galante Denise Guliato

LL – contiguidade física Implementação de LL sobre arranjo de 1 dimensão Lista linear L 1 0 LL L 1 L 2 L 3 1 L 2 2 L 3 L 4 L 5 L 6 4 L 5 5 L 6 Arranjo Crédito do slide para Nina Edelwais e Renata Galante Denise Guliato

LL – contiguidade física Características Ø todos os elementos do arranjo tem tipo igual Ø cada elemento do arranjo é um nodo Ø tipo do nodo = tipo do elemento do arranjo Ø posição no arranjo representa posição na LL Ø acesso direto aos nodos Ø natureza dinâmica – inserção / remoção de nodos Ø comprimento da lista varia durante aplicação L 1 LL Crédito do slide para Nina Edelwais e Renata Galante 0 L 1 L 2 L 3 3 L 4 L 5 4 5 L 6 6 L 6 Denise Guliato

LL – contiguidade física Início e final da LL Quando início e final da LL diferentes do início e final do arranjo Variáveis para identificar Início e Final da Lista 0 LL FL IL IA 1 2 3 4 5 6 L 1 L 2 L 3 L 4 L 5 Lista Crédito do slide para Nina Edelwais e Renata Galante 7 FA 9 9 Denise Guliato

LL – contiguidade física Início e final da LL Quando início e final da LL geralmente são diferentes do início e final do arranjo Variáveis para identificar Início e Final da Lista Final do Arranjo Início do Arranjo IL IA 0 LL 1 2 L 1 FA FL 3 4 5 6 L 2 L 3 L 4 L 5 Lista Crédito do slide para Nina Edelwais e Renata Galante 7 8 9 Denise Guliato

Início e final da LL Consideraremos neste momento que o inicio da LL sempre coincide com o inicio do arranjo. IL IA FL 0 1 2 3 4 L 1 L 2 L 3 L 4 L 5 5 FA 6 7 Lista Adaptado de Nina Edelwais e Renata Galante Denise Guliato

Implementação de LL usando alocação estática e acesso sequencial Vantagens: • acesso direto indexado a qualquer elemento da lista • tempo constante para acessar o elemento i - dependerá somente do índice. Desvantagens: • movimentação quando eliminado/inserido elemento • tamanho máximo pré-estimado Quando usar: • • listas pequenas inserção/remoção no fim da lista tamanho máximo bem definido A busca é a operação mais frequente Denise Guliato

LL – contiguidade física Operações sobre listas lineares em contiguidade física • Tamanho_lista • Cria_lista • E_cheia • Libera_lista • E_vazia • Insere_elem Algoritmos • Remove_elem • Consulta_nodo Co Adaptado de Nina Edelwais e Renata Galante Denise Guliato

Implementação do TAD Lista Tipo de dado utilizado nos algoritmos para a implementação da Lista com alocação estática e acesso sequencial: #define MAX 100 struct lista { int FL; int dados[MAX]; }; typedef struct lista Lista; Adaptado de Nina Edelwais e Renata Galante Denise Guliato

LL – contiguidade física Criação de uma LL vazia • aloca área para lista • Inicializa variável FL que guarda final da lista FL = 0 FL 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 dados Lista vazia Adaptado de Nina Edelwais e Renata Galante Denise Guliato

Algoritmo: cria/destroi uma lista Lista* Cria_lista(void) { Lista* pt = (Lista*)malloc(sizeof(Lista)); if(pt != NULL) pt->FL = 0; return pt; } Lista* Libera_lista(Lista* Ptl) { free(Ptl); return NULL; } Denise Guliato

LL – contiguidade física Inserção de um novo nodo FL LL já existente 0 dados L 1 1 2 L 3 3 L 4 4 L 5 5 6 L 6 Informar: • valor do campo de informação do novo nodo Quando não é possível realizar a inserção: • a lista não existe • a lista está cheia Adaptado de Nina Edelwais e Renata Galante Denise Guliato

LL – contiguidade física Inserção de um novo nodo FL 0 No início 2 3 4 5 6 7 8 9 8 8 A 0 No final 1 FL 1 2 3 4 5 6 7 A FL 0 No meio 1 2 3 4 5 6 7 A Crédito do slide para Nina Edelwais e Renata Galante Denise Guliato

LL – contiguidade física Inserção como primeiro nodo da LL Inserir no início 0 dados L 1 1 L 2 2 3 4 5 L 3 L 4 L 5 L 6 Adaptado de Nina Edelwais e Renata Galante FL 6 7 8 9 Denise Guliato

LL – contiguidade física Inserção como primeiro nodo da LL Inserir no início 0 dados L 1 0 1 L 2 1 2 3 4 5 L 3 L 4 L 5 L 6 2 3 4 5 FL 6 7 8 FA 9 6 7 8 9 dados Adaptado de Nina Edelwais e Renata Galante Denise Guliato

LL – contiguidade física Inserção como primeiro nodo da LL Inserir no início 0 dados L 1 1 2 3 4 5 L 2 L 3 L 4 L 5 L 6 FL 6 7 8 9 FL 7 8 9 Novo nodo 0 dados L 1 1 2 3 4 5 6 L 2 L 3 L 4 L 5 L 6 L 7 Adaptado de Nina Edelwais e Renata Galante Denise Guliato

LL – contiguidade física Inserção como último nodo da LL Inserir no final 0 dados L 1 1 L 2 2 L 3 3 4 5 L 4 L 5 L 6 Adaptado de Nina Edelwais e Renata Galante FL 6 7 8 9 Denise Guliato

LL – contiguidade física Inserção como último nodo da LL Inserir no final 0 dados L 1 1 L 2 2 L 3 3 4 5 L 4 L 5 L 6 FL 6 7 8 9 Novo nodo 0 dados L 1 1 L 2 2 L 3 3 4 5 6 L 4 L 5 L 6 L 7 Adaptado de Nina Edelwais e Renata Galante FL 7 Denise Guliato

LL – contiguidade física Inserção no meio de LL Inserir elemento FL 0 dados L 1 1 L 2 2 L 3 3 4 5 L 4 L 5 L 6 Adaptado de Nina Edelwais e Renata Galante 6 7 8 9 Denise Guliato

LL – contiguidade física Inserção no meio de LL Inserir elemento FL 1 0 dados L 1 L 2 2 L 3 3 4 5 L 4 L 5 L 6 6 7 8 9 FL 0 dados L 1 1 2 3 4 5 6 L 2 L 3 LN L 4 L 5 L 6 7 8 9 Novo nodo Adaptado de Nina Edelwais e Renata Galante Denise Guliato

Inserção de um elemento na lista No TAD que criamos, a inserção é feita em um dos extremos da lista. Vamos inserir no final da lista Denise Guliato

Algoritmo: inserir no final da lista Lista* Insere_elem(Lista* Ptl, int elem) { if (Ptl == NULL || Ptl->FL == MAX) return Ptl; // insere elemento no final da lista Ptl->dados[Ptl->FL] = elem; Ptl->FL++; return Ptl; } Denise Guliato

LL – contiguidade física Remoção de um nodo FL LL já existente 0 dados L 1 1 2 L 3 3 L 4 4 L 5 5 L 6 6 L 7 Informar: • valor do campo de informação do nodo a ser removido Quando não é possível realizar a remoção: • a lista não existe • a lista está vazia • o elemento não está na lista Adaptado de Nina Edelwais e Renata Galante Denise Guliato

LL – contiguidade física Remoção de um nodo Remover elemento L 4 FL 0 dados L 1 1 L 2 2 L 3 3 4 5 6 L 4 L 5 L 6 L 7 Adaptado de Nina Edelwais e Renata Galante 7 8 9 Denise Guliato

LL – contiguidade física Remoção de um nodo Remover elemento L 4 FL 0 dados L 1 1 L 2 2 L 3 3 4 5 6 L 4 L 5 L 6 L 7 3 4 5 L 6 L 7 Adaptado de Nina Edelwais e Renata Galante FL 6 7 8 9 Denise Guliato

Algoritmo: remove elemento com movimentação de dados Lista* Remove_elem(Lista* Ptl, int elem) Lista* Remove_elem_mov(Lista* Ptl, int elem) { int i, k; if (Ptl == NULL || Ptl->FL == 0) return Ptl; // procura elemento na lista i=0; while(i<Ptl->FL && Ptl->dados[i]!=elem) i++; if (i == Ptl->FL) // elemento nao encontrado return Ptl; //elemento encontrado na posiçao i. Remover elemento // com movimentaçao de dados for (k=i; k<Ptl->FL-1; k++) Ptl->dados[k]=Ptl->dados[k+1]; // atualiza fim de lista Ptl->FL--; return Ptl; } Denise Guliato

LL – contiguidade física Remoção otimizada de um nodo Remover elemento L 4 FL 1 0 dados L 1 2 L 3 3 4 5 6 L 4 L 5 L 6 L 7 7 8 9 FL 0 dados L 1 1 L 2 2 L 3 3 4 5 L 7 L 5 L 6 Adaptado de Nina Edelwais e Renata Galante 6 7 8 9 Denise Guliato

Remoção de um nodo lista No TAD que criamos, a remoção de um nodo é feita sem movimentação de dados Denise Guliato

Algoritmo: remove elemento sem movimentação de dados Lista* Remove_elem(Lista* Ptl, int elem) { int i, k; if (Ptl != NULL) { // procura elemento na lista i=0; while(i<Ptl->FL && Ptl->dados[i]!=elem) i++; if (i == Ptl->FL) return Ptl; // lista vazia ou elemento nao encontrado //elemento encontrado na posiçao i. Remover elemento //sem movimentaçao de dados Ptl->dados[i] = Ptl->dados[Ptl->FL-1]; // atualiza fim de lista Ptl->FL--; } return Ptl; } Denise Guliato

Acesso a um nodo LL – contiguidade física Acesso a um nodo: • Consultar a informação de um dado nodo; • Alterar algum campo de informação de um dado nodo; Adaptado de Nina Edelwais e Renata Galante Denise Guliato

Acesso a um nodo O nodo a ser acessado pode ser identificado por: sua posição na lista 0 dados L 1 1 L 2 acessar o 6 o. nodo 2 L 3 3 4 5 6 7 L 4 L 5 L 6 L 7 L 8 FL 8 9 por seu conteúdo. Exemplo, acesse o nodo que contém a informação L 4 Acessar nodo valor = L 4 0 dados L 1 1 2 3 4 L 2 L 3 L 4 L 5 Adaptado de Nina Edelwais e Renata Galante 5 L 6 6 L 7 7 FL 8 9 L 8 Denise Guliato

Acesso a um nodo da lista No TAD que criamos, o acesso será feito para consultar a informação de um dado nodo na lista Denise Guliato

Algoritmo: consulta um nodo, dada sua posição int Consulta_nodo(Lista* Ptl, int pos, int* info) { if (pos <= 0 || pos > Ptl->FL) return 0; *info = Ptl->dados[pos-1]; return 1; } Denise Guliato

int E_cheia(Lista* Ptl) { if (Ptl->FL == MAX) return 1; else return 0; } int E_vazia(Lista *Ptl) int E_vazia(Lista* Ptl) { if (Ptl->FL == 0) return 1; else return 0; } Denise Guliato

int Tamanho_lista(Lista* Ptl) { if (Ptl == NULL) return -1; else return Ptl->FL; }

Arquivo llaeas. h typedef struct lista Lista; Lista* Cria_lista(void); Lista* Libera_lista(Lista* Ptl); Lista* Insere_elem(Lista* Ptl, int elem); Lista* Remove_elem_mov(Lista* Ptl, int elem); int Consulta_nodo(Lista* Ptl, int pos, int* info); int Tamanho_lista(Lista* Ptl); int E_cheia(Lista* Ptl); int E_vazia(Lista* Ptl); Denise Guliato

Arquivo llaeas. c #include <stdio. h> #include "llaeas. h" #define MAX 10 struct lista{ int FL; int dados[MAX]; }; Lista* Cria_lista(void) {…} Lista* Libera_lista(Lista* Ptl) {…} Lista* Insere_elem(Lista* Ptl, int elem) {…. } Lista* Remove_elem(Lista* Ptl, int elem) {…} Lista* Remove_elem_mov(Lista* Ptl, int elem) {…} int Consulta_nodo(Lista* Ptl, int pos, int* info) {…. } int Tamanho_lista(Lista* Ptl) {…} int E_cheia(Lista* Ptl) {. . } int E_vazia(Lista* Ptl) {…. } Denise Guliato

Exercício de sala a)Escreva um programa, que usando o TAD Lista, permita a inserção de elementos em uma dada lista. A leitura de elementos termina quando o usuario digita Ctrl+Z. Exiba a lista apos as inserçoes. Remova o nodo cujo valor foi fornecido pelo usuario. Exiba a lista apos a remoção do nodo. Grave a lista resultante em um arquivo do tipo texto, cujo nome foi fornecido via teclado. b)Escreva uma função que exiba os elementos de uma dada lista. c)Escreva uma função que grave os elementos de uma da lista.

Exercício para entregar (dia 26/04) Escreva o TAD lista_aluno. Cada aluno deve manter as seguintes informaçoes: nome, nro de matricula, coef. de aproveitamento. a) Defina o TAD lista-aluno em termos do tipo de dados e das operações (independente de implementaçao) b) Implemente o TAD lista-aluno, conforme especificado no item a) usando alocação estática e acesso sequencial c) escreva um programa que disponibilize um menu de opcoes que permitar executar as operaçoes que vc definiu na sua TDA Obs: faça o TAD e o programa de aplicaçao de forma independente. Lembre-se do encapsulamento da esturtura de dados