Introducción a las Estructuras de Datos: Tipos de Datos y Estructuras Estáticas - Prof. 10, Apuntes de Ingeniería Infórmatica

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ING. INFORMÁTICA. ESTRUCTURA DE DATOS Y DE LA INFORMACI

Tema 2.

INTRODUCCIÓ

N A LAS

ESTRUCTURAS

DE DATOS

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Tema 2. INTRODUCCIÓN A LAS ESTRUCTURAS DE DATOS

INFORMACIÓN ESTRUCTURADA Y NO ESTRUCTURADA

Estamos acostumbrados a manejar información estructurada, por ejemplo, nuestro lenguaje. Se

compone de letras que se combinan formando sílabas y éstas formando palabras y éstas oraciones

simples o compuestas. De ahí se puede pasar a párrafos, capítulos y llegar a libros de ensayo o a

volúmenes de una enciclopedia.

Sin embargo, esas letras pueden dar lugar a combinaciones no estructuradas dentro de las reglas de

nuestro lenguaje. Pero también esas palabras podrían ordenarse en castellano de una manera

estructurada, incluso aunque semánticamente no tuvieran sentido.

Oración desestructurada: “cuñalaNtros de medio Los funcionan vÉrdego por cuntrios sobre”

Oración estructurada: “Los cuñalantros sobre cuntrios funcionan por medio de vérdego”.

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Tema 2. INTRODUCCIÓN A LAS ESTRUCTURAS DE DATOS

Estructuras de datos + Algoritmos = Programas

Un TAD es una estructura de datos con un número de operaciones que afectan al tipo de datos. Con

las siguientes características:

• Separa la implementación de la especificación. Permite la modificación y mejora de la

implementación sin afectar a la interfaz pública del tipo abstracto de dato.

• Permite la extensibilidad del sistema. Los componentes reutilizados son más fáciles de crear y

mantener.

Recoge mejor la semántica del tipo.

• Es un tipo especial de abstracción que involucra una descripción abstracta o lógica de los

datos y de las operaciones definidas para un sistema

• Especificación: sintáctica y semántica
• Implementación: estructura de datos + algoritmos = programas. Se implementan mediante

código

• No existe único TAD ideal capaz de ser el mejor para todos los casos.

TAD = Tipo de datos + operaciones

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Tema 2. INTRODUCCIÓN A LAS ESTRUCTURAS DE DATOS

TIPOS DE DATOS BÁSICOS

No se suelen incluir en las clasificaciones de TAD, aunque sí se pueden efectuar operaciones sobre

ellos

Enteros. Conjunto de números enteros definidos por las matemáticas: {-1,-2,...} U {0,1,2,...}.

Las operaciones: suma, resta, multiplicación y división entera.

Real. Conjunto de números reales definidos por las matemáticas y como operaciones: suma,

resta, multiplicación y división.

Carácter. Conjunto de valores definido en un alfabeto dado y como operaciones todos los

operadores relacionales: <, >, =, <>...

Booleano. Conjunto de valores definido por dos valores verdadero y falso, {true, false}. Como

operaciones, las definidas por el álgebra de Boole: AND, OR, NOT.

ESTRUCTURAS DE DATOS

Las estructuras de datos las dividiremos en ESTÁTICAS y DINÁMICAS.

Se dice que una estructura de datos es estática cuando:

todos sus componentes son del mismo tipo

Una vez definida, no se pueden crear nuevas variables ni alterar las ya definidas

No es modificable durante la ejecución del programa

Sirve de base para estructuras más complejas

La cantidad de memoria ocupada debe ser declarada por anticipado y no podrá ser

incrementada durante la ejecución del programa en el caso de que se necesite más.

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Tema 2. INTRODUCCIÓN A LAS ESTRUCTURAS DE DATOS

Estructuras Dinámicas

Punteros

Lineales

Listas

Pilas

Colas, bicolas o dipolos

Listas enlazadas, doblemente enlazadas y circulares

No lineales, complejas

Árboles

Grafos, digrafos

Conjuntos

ESTRUCTURAS DE DATOS ESTÁTICAS. ARRAYS

El array es una estructura de datos estática que puede presentar varias dimensiones:

• Array unidimensional, vector,array lineal o arreglo
• Array bidimensional, array de dos dimensiones, matriz o tabla
• Array tridimensional o cubo
• Array n-dimensional

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Tema 2. INTRODUCCIÓN A LAS ESTRUCTURAS DE DATOS

¿qué tipo de estructura es un array? Es una colección de un número finito de N elementos del mismo

tipo, con las siguientes características:

N es un número entero positivo

Se gestionan por índices que son números enteros positivos. V(I)

Se almacenan en memoria en orden creciente de sus índices en posiciones

consecutivas

Con los arrays podemos realizar una serie de operaciones:

Búsqueda

Inserción

Borrado

Ordenación

Recorrido

Mezcla

Vamos a especificar un poco mas algunas de estas operaciones:

A1 (6) A2 (9) A3 (12) A4 (13) ... An(15)

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Tema 2. INTRODUCCIÓN A LAS ESTRUCTURAS DE DATOS

Suponemos que tenemos el siguiente array

-5 15 23 -51 -7 4 6

INICIO

Leer

A(I)

I = 1,M

Suma = 0

I= 1

A(I) > 0

SUMA = SUMA + A(I)

I = M

I = I + 1

Sí

No

No

“La suma de los

elementos de A

es:” SUMA

FIN

Sí

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Tema 2. INTRODUCCIÓN A LAS ESTRUCTURAS DE DATOS

Realización de otro ejemplo: dada una cadena de caracteres almacenada en un array de tamaño M

obtener el número de veces que aparecen las letras “a”, “A”, “e”, “E”, “i”, “I” en la misma.

ESTRUCTURAS DE DATOS ESTÁTICAS. MATRICES

Las matrices también las podemos encontrar como arrays de dos dimensiones o tablas. Las podemos

definir como:

Colección de M*N elementos, donde M representa el número de filas que tiene la matriz y N el

número de columnas y en la que se puede identificar a cada uno de los elementos por un par de

índices (A,B), donde el primero (A) indica la fila y el segundo (B) la columna. Los índices son números

enteros y han de cumplir que 1 <= A <= M y 1<= B <=N. Podemos ver un array así

Sobre este tipo de estructuras se realiza el mismo tipo de operaciones que sobre los arrays.

Vamos a ver algunas aplicaciones que podemos dar a las matrices.

• Tablas de una base de datos relacional: Representación física de un tipo de entidad.
• Tablas de word (MS Office)
• En Excel, en Access (MS Office)

E1,1 E1,2 E1,3 E1,4 E1,

E2,1 E2,2 E2,3 E2,4 E2,

E3,1 E3,2 E3,3 E3,4 E3,

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Tema 2. INTRODUCCIÓN A LAS ESTRUCTURAS DE DATOS

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Tema 2. INTRODUCCIÓN A LAS ESTRUCTURAS DE DATOS

Vamos a ver un ejemplo de manejo de matrices. Realizar el organigrama del siguiente supuesto:

Introducir una matriz A (9,8), calcular e imprimir la suma de sus elementos

INICIO

A(I, J)

I = 1,

J= 1, 8

I= 1

J= 1

J=

SUMA = SUMA + A(I, J)

I = 9

I = I + 1

No

Sí

No

“La suma de los

elementos de la

Matriz es:” SUMA

FIN

Sí

Suma = 0

J = J + 1

Sí

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Tema 2. INTRODUCCIÓN A LAS ESTRUCTURAS DE DATOS

ESTRUCTURAS DE DATOS ESTÁTICAS. FICHEROS

Estructura de datos estática que es el conjunto de varios registros.

Conjunto de información (registros) homogénea y organizada referida a un mismo tema.

Pueden almacenar:

Programas (fuentes y objetos)

Datos

texto

sonido

voz

imagen fija

video

Se estructuran en directorios mediante la descripción de una ruta o “path”

Los directorios se encuentran dentro de discos físicos o unidades:

C:/Mis documentos/universidad/cobol/programa