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EJERCICIOS DE PROGRAMACION EN PYTHON - ESTRUCTURAS
DE DATOS BASICA (PARTE 2)
Universidad de Atacama - Facultad de Ingenieria
12 de Mayo de 2025
Ejercicios de Arreglos, Cadenas y Estructuras
1. B´usqueda de Patrones en Matrices
Dada una matriz de caracteres de tama˜no N × M y una cadena S, determina si la cadena aparece en
la matriz de forma horizontal, vertical o diagonal (en cualquier direcci´on). Devuelve las coordenadas de
inicio y fin de todas las ocurrencias.
2. Ordenamiento de Estructuras por M´ultiples Campos
Define una estructura Persona con los campos nombre, edad y salario. Dada una lista de personas,
ord´enalas primero por edad ascendente y, en caso de empate, por salario descendente. Implementa el
algoritmo de ordenamiento manualmente.
3. Conteo de Subcadenas ´Unicas
Dada una cadena S, encuentra todas las subcadenas ´unicas de longitud K que contengan exactamente
V vocales. Ignora may´usculas/min´usculas.
4. Matriz de Sumas Acumuladas
Dada una matriz N × N , crea una nueva matriz donde cada elemento (i, j) sea la suma acumulada de
todos los elementos desde (0, 0) hasta (i, j) en la matriz original.
5. Fusi´on de Registros con Condiciones
Define una estructura Libro con t´ıtulo, autor y a~no. Dadas dos listas de libros, fusiona las listas
eliminando duplicados (mismo t´ıtulo y autor) y ordena el resultado por a˜no descendente.
6. Rotaci´on de Cadenas con Validaci´on
Dada una cadena S y un entero R, rota la cadena R posiciones a la derecha si R es positivo, o a la
izquierda si R es negativo. Antes de rotar, valida que R est´e dentro del rango [−len(S), len(S)].
7. B´usqueda de Picos en Arreglos 2D
Dado un arreglo bidimensional de enteros, encuentra todos los ”picos”(elementos mayores que sus 4
vecinos adyacentes). Devuelve sus posiciones y valores.
8. Codificaci´on de Mensajes con Estructuras
Define una estructura Mensaje con emisor, receptor y texto. Implementa una funci´on que codifique
el texto de cada mensaje invirtiendo las vocales y dejando el resto de caracteres igual. Devuelve la lista
de mensajes codificados.
9. Intersecci´on de M´ultiples Arreglos
Dados K arreglos ordenados, encuentra todos los elementos comunes a todos ellos. Optimiza para el peor
caso.
10. Validaci´on de Contrase˜nas con Estructuras
Define una estructura Usuario con nombre y contrase~na. Dada una lista de usuarios, verifica que cada
contrase˜na tenga al menos 8 caracteres, una may´uscula, un n´umero y un car´acter especial. Filtra los
usuarios inv´alidos.
11. C´alculo de Distancias entre Puntos
Define una estructura Punto con x e y. Dada una lista de puntos, calcula la distancia euclidiana entre
todos los pares y devuelve el par m´as cercano.
12. Compresi´on de Cadenas con Conteo
Dada una cadena S, compr´ımela reemplazando secuencias de caracteres repetidos por el car´acter seguido
del n´umero de repeticiones. Si la cadena comprimida no es m´as corta, devuelve la original.
13. Suma de Submatrices
Dada una matriz N ×M y una lista de submatrices definidas por sus esquinas superior izquierda e inferior
derecha, calcula la suma de los elementos de cada submatriz.
14. Filtrado y Transformaci´on de Registros
Define una estructura Producto con id, nombre, precio y stock. Dada una lista de productos, filtra
aquellos con stock < 10, aumenta su precio en un 5 % y ord´enalos por id.
15. B´usqueda de Anagramas en Arreglos
Dado un arreglo de cadenas, agrupa todas las cadenas que sean anagramas entre s´ı. Devuelve un arreglo
de arreglos con los grupos.
16. Matriz Espiral
Dada una matriz N × M , devuelve los elementos en orden espiral (desde la esquina superior izquierda
hacia el centro).
17. Validaci´on de Expresiones Matem´aticas
Dada una cadena S que representa una expresi´on matem´atica (con par´entesis, corchetes y llaves), verifica
si los delimitadores est´an balanceados.
18. Combinaci´on de Diccionarios con Estructuras
Define una estructura Config con clave y valor. Dadas dos listas de configuraciones, comb´ınalas elimi-
nando duplicados (misma clave) y priorizando las de la segunda lista.
19. M´aximo Rect´angulo de unos
Dada una matriz binaria N × M , encuentra el ´area del rect´angulo m´as grande que contenga solo 1s.
20. Codificaci´on Run-Length para Matrices
Implementa la codificaci´on Run-Length para una matriz de caracteres, comprimiendo secuencias hori-
zontales de caracteres repetidos.
Ejercicios de Arreglos, Cadenas y Estructuras (continuaci´on)
21. B´usqueda de Pal´ındromos en Estructuras
Define una estructura Frase con id y texto. Dada una lista de frases, encuentra todas las palabras
pal´ındromas en cada texto y devuelve un informe con los ids y las palabras encontradas.
22. Suma de Diagonales en Matrices Irregulares
Dada una matriz irregular (donde cada fila puede tener diferente longitud), calcula la suma de sus
diagonales principal y secundaria (si existen).
23. Reorganizaci´on de Cadenas con Frecuencia
Dada una cadena S, reorganiza sus caracteres de modo que no haya dos caracteres adyacentes iguales.
Si no es posible, devuelve una cadena vac´ıa.
24. Merge de Intervalos con Estructuras
Define una estructura Intervalo con inicio y fin. Dada una lista de intervalos, fusiona los que se
solapan y devuelve la lista resultante ordenada.
25. B´usqueda Binaria en Matrices Ordenadas
Dada una matriz N × M donde cada fila y columna est´a ordenada ascendentemente, implementa una
b´usqueda binaria eficiente para encontrar un valor X.
Ejercicios de Arreglos, Cadenas y Estructuras (continuaci´on)
41. Conteo de Palabras ´Unicas en Estructuras
Define una estructura Documento con id y texto. Dada una lista de documentos, cuenta cu´antas palabras
´unicas aparecen en al menos M documentos.
42. Reconstrucci´on de Cadenas desde Patrones
Dado un arreglo de patrones (ej: .AAB", "BCC"), reconstruye la cadena original si es posible (ej: .AABCC").
Si hay m´ultiples soluciones, devu´elvelas todas.
43. Suma de Matrices Dispersas
Implementa la suma de dos matrices dispersas representadas como listas de estructuras Elemento con
fila, columna y valor.
44. B´usqueda de Ciclos en Grafos con Estructuras
Define una estructura Nodo con id y vecinos. Dada una lista de nodos que representa un grafo, detecta
si hay ciclos.
45. Transformaci´on de Cadenas a Pig Latin
Implementa la transformaci´on a Pig Latin: mover la primera consonante de cada palabra al final y agregar
.ay" (ej: "hello" → .ellohay").
46. C´alculo de la Mediana en Flujo de Datos
Dada una secuencia de n´umeros en tiempo real (simulada con un arreglo), calcula la mediana despu´es
de cada inserci´on.
47. B´usqueda de Submatrices Comunes
Dadas dos matrices, encuentra todas las submatrices K × K que sean iguales en ambas.
48. Validaci´on de Correos Electr´onicos con Estructuras
Define una estructura Contacto con nombre y email. Dada una lista de contactos, filtra los emails
inv´alidos (usando expresiones regulares).
49. Generaci´on de Permutaciones con Restricciones
Dada una cadena S, genera todas las permutaciones donde ninguna vocal (a, e, i, o, u) sea adyacente
a otra vocal.
50. B´usqueda de Caminos en Matrices
Dada una matriz N × M con obst´aculos ( 1 ) y espacios libres ( 0 ), encuentra el camino m´as corto desde
(0, 0) hasta (N − 1 , M − 1) movi´endose en las 4 direcciones.
51. Conteo de Tri´angulos en Grafos con Estructuras
Define una estructura Arista con nodo1 y nodo2. Dada una lista de aristas, cuenta el n´umero de tri´angu-
los en el grafo.
52. Codificaci´on Base64 para Cadenas
Implementa la codificaci´on Base64 para una cadena S sin usar librer´ıas externas.
53. B´usqueda de Elementos Ausentes en Arreglos
Dado un arreglo de enteros donde algunos elementos est´an duplicados y otros ausentes, encuentra todos
los ausentes en el rango [1, N ].
54. Validaci´on de Fechas con Estructuras
Define una estructura Fecha con d´ıa, mes y a~no. Dada una lista de fechas, verifica si cada una es v´alida
(considerando a˜nos bisiestos).
55. Multiplicaci´on de Matrices con Bloques
Implementa la multiplicaci´on de matrices N ×N dividiendo las matrices en bloques B ×B para optimizar
la cach´e.
56. B´usqueda de Subsecuencias Comunes
Dadas dos cadenas A y B, encuentra la subsecuencia com´un m´as larga que sea tambi´en un pal´ındromo.
57. Ordenamiento de Arreglos con Restricciones
Dado un arreglo de enteros, ord´enalo de modo que los n´umeros pares aparezcan primero y los impares
despu´es, manteniendo el orden relativo original.
58. C´alculo de Prefijos y Sufijos Comunes
Dada una lista de cadenas, para cada cadena encuentra el prefijo com´un m´as largo con cualquier otra
cadena en la lista.
59. B´usqueda de Componentes Conectados en Matrices
Dada una matriz binaria, encuentra el n´umero de componentes conectados de 1 s (considerando 8 vecinos).
60. Generaci´on de N´umeros Primos con Criba
Implementa la Criba de Erat´ostenes para generar todos los primos hasta N y almac´enalos en una estruc-
tura Primos con m´etodos para consultar si un n´umero es primo.
48 if coincidencia : 49 resultados. append (( 50 i , j , # Inicio ( fila , columna ) 51 ki , kj # Fin ( fila , columna ) 52 ) ) 53 54 return resultados 55 56 # V e r s i n optimizada para b s q u e d a horizontal / vertical 57 def buscar_patron_optimizado ( matriz , patron ) : 58 from collections import defaultdict 59 60 if not matriz or not patron : 61 return [] 62 63 filas = len ( matriz ) 64 columnas = len ( matriz [0]) if filas > 0 else 0 65 len_patron = len ( patron ) 66 resultados = [] 67 68 # Preprocesamiento : Mapa de caracteres a posiciones 69 mapa_caracteres = defaultdict ( list ) 70 for i in range ( filas ) : 71 for j in range ( columnas ) : 72 mapa_caracteres [ matriz [ i ][ j ]]. append (( i , j ) ) 73 74 # Solo buscar en posiciones donde empieza el primer caracter 75 for i , j in mapa_caracteres. get ( patron [0] , []) : 76 # Horizontal derecha 77 if j + len_patron <= columnas : 78 if all ( matriz [ i ][ j + k ] == patron [ k ] for k in range ( len_patron ) ) : 79 resultados. append (( i , j , i , j + len_patron -1) ) 80 81 # Vertical abajo 82 if i + len_patron <= filas : 83 if all ( matriz [ i + k ][ j ] == patron [ k ] for k in range ( len_patron ) ) : 84 resultados. append (( i , j , i + len_patron -1 , j ) ) 85 86 # Diagonal derecha - abajo 87 if i + len_patron <= filas and j + len_patron <= columnas : 88 if all ( matriz [ i + k ][ j + k ] == patron [ k ] for k in range ( len_patron ) ) : 89 resultados. append (( i , j , i + len_patron -1 , j + len_patron -1) ) 90 91 return resultados 92 93 # Casos de prueba 94 matriz_ejemplo = [ 95 [ ’A ’ , ’B ’ , ’C ’ , ’D ’] , 96 [ ’E ’ , ’F ’ , ’G ’ , ’H ’] , 97 [ ’I ’ , ’J ’ , ’K ’ , ’L ’] , 98 [ ’M ’ , ’N ’ , ’O ’ , ’P ’] 99 ] 100 101 patrones = [ 102 " ABC " , # Horizontal 103 " EJQ " , # No existe 104 " AFKP " , # Diagonal 105 " HLP " , # No existe 106 " DHL " , # Diagonal inversa 107 " MNOP " , # Horizontal inferior 108 " ABCDHLP " # Demasiado largo 109 ] 110 111 # Probar todos los casos 112 for patron in patrones : 113 print ( f " Buscando ’{ patron } ’: " ) 114 print ( " V e r s i n completa : " , buscar_patron ( matriz_ejemplo , patron ) ) 115 print ( " V e r s i n optimizada : " , buscar_patron_optimizado ( matriz_ejemplo , patron ) ) 116 print ( " -" * 60)
Explicaci´on:
Implementaci´on Completa:
- Busca en 8 direcciones posibles (horizontales, verticales y diagonales)
- Retorna coordenadas de inicio y fin de todas las coincidencias
- Complejidad: O(filas × columnas × len(patr´on) × 8 direcciones)
Versi´on Optimizada:
- Usa preprocesamiento con diccionario para ubicaciones de caracteres
- Solo busca en 3 direcciones principales (derecha, abajo, diagonal)
- Complejidad promedio mejorada para patrones largos
Manejo de Casos Especiales:
- Matriz vac´ıa o patr´on vac´ıo
- Patrones m´as largos que la matriz
- M´ultiples coincidencias
2. Soluci´on Ordenamiento de Estructuras
1 class Persona : 2 def init ( self , nombre , edad , salario ) : 3 self. nombre = nombre 4 self. edad = edad 5 self. salario = salario 6 7 def repr ( self ) : 8 return f " Persona ( nombre = ’{ self. nombre } ’ , edad ={ self. edad } , salario ={ self. salario }) " 9 10 def ordenar_personas ( personas ) : 11 """ 12 Ordena una lista de personas por edad ascendente y salario descendente. 13 14 P a r m e t r o s : 15 personas : Lista de objetos Persona 16 17 Retorna : 18 Lista ordenada s e g n los criterios especificados 19 """ 20 if not personas : 21 return [] 22 23 # I m p l e m e n t a c i n con sorted y key personalizada 24 return sorted ( personas , key = lambda p : ( p. edad , -p. salario ) ) 25 26 # V e r s i n con algoritmo de ordenamiento manual ( Merge Sort ) 27 def ordenar_personas_manual ( personas ) : 28 if len ( personas ) <= 1: 29 return personas. copy () 30 31 medio = len ( personas ) // 2 32 izquierda = ordenar_personas_manual ( personas [: medio ]) 33 derecha = ordenar_personas_manual ( personas [ medio :]) 34 35 resultado = [] 36 i = j = 0 37 38 while i < len ( izquierda ) and j < len ( derecha ) : 39 # Comparar por edad ascendente 40 if izquierda [ i ]. edad < derecha [ j ]. edad : 41 resultado. append ( izquierda [ i ]) 42 i += 1 43 elif izquierda [ i ]. edad > derecha [ j ]. edad : 44 resultado. append ( derecha [ j ]) 45 j += 1 46 else :
12 Conjunto de subcadenas que cumplen los criterios 13 """ 14 if not S or K <= 0 or V < 0 or K > len ( S ) : 15 return set () 16 17 vocales = { ’a ’ , ’e ’ , ’i ’ , ’o ’ , ’u ’} 18 resultado = set () 19 n = len ( S ) 20 21 # Precomputar conteo de vocales en ventana deslizante 22 conteo_vocales = 0 23 for i in range ( K ) : 24 if S [ i ]. lower () in vocales : 25 conteo_vocales += 1 26 27 if conteo_vocales == V : 28 resultado. add ( S [: K ]. lower () ) 29 30 # Ventana deslizante para eficiencia O ( n ) 31 for i in range (K , n ) : 32 # Eliminar el caracter que sale de la ventana 33 if S [i - K ]. lower () in vocales : 34 conteo_vocales -= 1 35 36 # Agregar el nuevo caracter 37 if S [ i ]. lower () in vocales : 38 conteo_vocales += 1 39 40 # Verificar c o n d i c i n 41 if conteo_vocales == V : 42 resultado. add ( S [i - K +1: i +1]. lower () ) 43 44 return resultado 45 46 # V e r s i n alternativa para c o m p a r a c i n ( menos eficiente ) 47 def subcadenas_naive (S , K , V ) : 48 vocales = { ’a ’ , ’e ’ , ’i ’ , ’o ’ , ’u ’} 49 return { S [ i : i + K ]. lower () for i in range ( len ( S ) -K +1) 50 if sum (1 for c in S [ i : i + K ] if c. lower () in vocales ) == V } 51 52 # Casos de prueba 53 test_cases = [ 54 ( " ProgramandoEnPython " , 5 , 2) , # Subcadenas con 2 vocales en 5 caracteres 55 ( " AEIOUaeiou " , 3 , 3) , # Todas vocales 56 ( " XYZxyz " , 2 , 0) , # Sin vocales 57 ( " a " , 1 , 1) , # Caso m n i m o 58 ( " PythonEsGenial " , 10 , 4) , # Caso realista 59 ( " " , 3 , 2) , # Cadena v a c a 60 ] 61 62 for S , K , V in test_cases : 63 print ( f " Cadena : ’{ S } ’ , K ={ K } , V ={ V } " ) 64 print ( f " Subcadenas ( ventana deslizante ) : { subcadenas_con_vocales (S , K , V ) } " ) 65 print ( f " Subcadenas ( naive ) : { subcadenas_naive (S , K , V ) } " ) 66 print ( " -" * 60)
Explicaci´on:
Implementaci´on ´Optima:
- Usa ventana deslizante para eficiencia O(n)
- Mantiene conteo actualizado de vocales en la ventana
- Convierte todo a min´usculas para normalizaci´on
- Retorna un conjunto para garantizar unicidad
Versi´on Naive:
- Implementaci´on directa para verificaci´on
- Util para comparar resultados con la versi´´ on optimizada
Manejo de Casos Especiales:
- Cadena vac´ıa
- K mayor que la longitud de S
- V negativo
- Distinci´on may´usculas/min´usculas
4. Soluci´on Matriz de Sumas Acumuladas
1 def matriz_sumas_acumuladas ( matriz ) : 2 """ 3 Calcula la matriz de sumas acumuladas donde cada elemento (i , j ) contiene 4 la suma de todos los elementos desde (0 ,0) hasta (i , j ) en la matriz original. 5 6 P a r m e t r o s : 7 matriz : Lista de listas de n m e r o s ( matriz cuadrada ) 8 9 Retorna : 10 Nueva matriz con las sumas acumuladas 11 """ 12 if not matriz : 13 return [] 14 15 n = len ( matriz ) 16 m = len ( matriz [0]) if n > 0 else 0 17 18 # Crear matriz de resultados inicializada en 0 19 dp = [[0] * m for _ in range ( n ) ] 20 dp [0][0] = matriz [0][0] 21 22 # Llenar primera fila 23 for j in range (1 , m ) : 24 dp [0][ j ] = dp [0][ j -1] + matriz [0][ j ] 25 26 # Llenar primera columna 27 for i in range (1 , n ) : 28 dp [ i ][0] = dp [i -1][0] + matriz [ i ][0] 29 30 # Llenar el resto de la matriz 31 for i in range (1 , n ) : 32 for j in range (1 , m ) : 33 dp [ i ][ j ] = matriz [ i ][ j ] + dp [i -1][ j ] + dp [ i ][ j -1] - dp [i -1][ j -1] 34 35 return dp 36 37 # V e r s i n alternativa usando numpy ( para matrices grandes ) 38 def ma tr iz _s um as a cu mu la da s nu mp y ( matriz ) : 39 import numpy as np 40 arr = np. array ( matriz ) 41 return np. cumsum ( np. cumsum ( arr , axis =0) , axis =1). tolist () 42 43 # Casos de prueba 44 matrices = [ 45 [[1 , 2] , [3 , 4]] , # Matriz 2 x 46 [[1 , 2 , 3] , [4 , 5 , 6] , [7 , 8 , 9]] , # Matriz 3 x 47 [[5]] , # Matriz 1 x 48 [] , # Matriz v a c a 49 [[1 , 0 , 0] , [0 , 1 , 0] , [0 , 0 , 1]] # Matriz identidad 50 ] 51 52 for mat in matrices : 53 print ( f " Matriz original : " ) 54 for fila in mat : 55 print ( fila ) 56 57 print ( " \ nSumas acumuladas : " ) 58 resultado = matriz_sumas_acumuladas ( mat )
43 44 # Casos de prueba 45 libros1 = [ 46 Libro ( " Cien a o s de soledad " , " Gabriel G a r c a M r q u e z " , 1967) , 47 Libro ( " El Principito " , " Antoine de Saint - E x u p r y " , 1943) , 48 Libro ( " 1984 " , " George Orwell " , 1949) 49 ] 50 51 libros2 = [ 52 Libro ( " Cien a o s de soledad " , " Gabriel G a r c a M r q u e z " , 2001) , # Mismo t t u l o / autor , a o diferente 53 Libro ( " Ficciones " , " Jorge Luis Borges " , 1944) , 54 Libro ( " 1984 " , " George Orwell " , 1984) # E d i c i n especial con a o actualizado 55 ] 56 57 print ( " === Lista 1 === " ) 58 for libro in libros1 : 59 print ( libro ) 60 61 print ( " \ n === Lista 2 === " ) 62 for libro in libros2 : 63 print ( libro ) 64 65 print ( " \ n === F u s i n ( diccionario ) === " ) 66 for libro in fusionar_libros ( libros1 , libros2 ) : 67 print ( libro ) 68 69 print ( " \ n === F u s i n ( conjuntos ) === " ) 70 for libro in fusionar_libros_con_sets ( libros1 , libros2 ) : 71 print ( libro )
Explicaci´on:
Clase Libro:
- Implementa eq y hash para manejar duplicados
- repr para representaci´on legible
Implementaci´on Principal:
- Usa diccionario para eliminar duplicados (clave: tupla t´ıtulo-autor)
- Los libros de lista2 tienen prioridad al actualizar
- Ordena por a˜no descendente usando sorted con clave personalizada
Versi´on con Conjuntos:
- Alternativa m´as concisa usando operaciones de conjuntos
- Mismo resultado pero diferente implementaci´on
Manejo de Casos Especiales:
- Libros con mismo t´ıtulo/autor pero diferente a˜no
- Listas vac´ıas
- Prioridad a la segunda lista en duplicados
6. Soluci´on Rotaci´on de Cadenas
1 def rotar_cadena_segura (S , R ) : 2 """ 3 Rota una cadena R posiciones a la derecha ( R positivo ) o izquierda ( R negativo ) 4 con v a l i d a c i n de rangos. 5 6 P a r m e t r o s : 7 S : Cadena de texto a rotar 8 R : N m e r o de posiciones a rotar ( positivo = derecha , negativo = izquierda ) 9 10 Retorna : 11 Cadena rotada o ValueError si R e s t fuera de rango
12 13 Excepciones : 14 ValueError : Si | R | > len ( S ) 15 """ 16 if not isinstance (S , str ) : 17 raise TypeError ( " La entrada debe ser una cadena de texto " ) 18 19 if not S : # Cadena v a c a 20 return S 21 22 n = len ( S ) 23 R = int ( R ) # Asegurar que es entero 24 25 # Validar rango permitido 26 if abs ( R ) > n : 27 raise ValueError ( f " R ({ R }) debe estar en el rango [ -{ n } , { n }] " ) 28 29 # Normalizar la r o t a c i n ( equivalente para rotaciones mayores ) 30 R = R % n # Esto maneja tanto R positivo como negativo 31 32 # Rotar la cadena 33 if R > 0: # R o t a c i n a la derecha 34 return S [ - R :] + S [: - R ] 35 else : # R o t a c i n a la izquierda ( R negativo ) 36 return S [ abs ( R ) :] + S [: abs ( R ) ] 37 38 # V e r s i n alternativa con desplazamiento circular 39 def rotar_cadena_circular (S , R ) : 40 n = len ( S ) 41 if n == 0: 42 return S 43 R = R % n 44 return S [n - R :] + S [: n - R ] 45 46 # Casos de prueba 47 test_cases = [ 48 ( " Python " , 2) , # R o t a c i n derecha 49 ( " Python " , -1) , # R o t a c i n izquierda 50 ( " Hello " , 5) , # R o t a c i n completa ( equivalente a 0) 51 ( " World " , 8) , # R o t a c i n mayor que longitud 52 ( " " , 3) , # Cadena v a c a 53 ( " OpenAI " , -3) , # R o t a c i n izquierda 54 ( " R o t a c i n " , 0) , # Sin r o t a c i n 55 ( " V a l i d a c i n " , 4) , # R o t a c i n derecha con acentos 56 ] 57 58 for S , R in test_cases : 59 print ( f " Cadena original : ’{ S } ’ " ) 60 try : 61 print ( f " R o t a c i n { R }: ’{ rotar_cadena_segura (S , R ) } ’ " ) 62 print ( f " Circular : ’{ rotar_cadena_circular (S , R ) } ’ " ) 63 except ValueError as e : 64 print ( f " Error : { e } " ) 65 except TypeError as e : 66 print ( f " Error : { e } " ) 67 print ( " -" * 50)
Explicaci´on:
Validaci´on Robustea:
- Verifica tipo de entrada (debe ser string)
- Maneja cadenas vac´ıas
- Valida que R est´e en el rango [-len(S), len(S)]
Rotaci´on Eficiente:
- Usa rebanado de cadenas (slicing) para rotaci´on O(1)
55 if j > 0: vecinos. append ( matriz [ i ][ j -1]) # Izquierda 56 if j < columnas -1: vecinos. append ( matriz [ i ][ j +1]) # Derecha 57 58 if all ( valor > vecino for vecino in vecinos ) : 59 picos. append ((( i , j ) , valor ) ) 60 61 return picos 62 63 # Casos de prueba 64 matrices = [ 65 # Matriz con pico central 66 [[1 , 2 , 3] , 67 [4 , 5 , 2] , 68 [3 , 2 , 1]] , 69 70 # M l t i p l e s picos 71 [[1 , 3 , 1] , 72 [2 , 5 , 2] , 73 [1 , 4 , 1]] , 74 75 # Matriz v a c a 76 [] , 77 78 # Todos elementos iguales ( sin picos ) 79 [[2 , 2 , 2] , 80 [2 , 2 , 2] , 81 [2 , 2 , 2]] , 82 83 # Picos en bordes 84 [[9 , 2 , 3] , 85 [1 , 2 , 4] , 86 [5 , 6 , 7]] , 87 88 # Matriz grande 89 [[ i * j for j in range (100) ] for i in range (100) ] 90 ] 91 92 for idx , mat in enumerate ( matrices [:5]) : # Probar solo las primeras 5 para no saturar 93 print ( f " \ nMatriz { idx + 1}: " ) 94 for fila in mat : 95 print ( fila ) 96 97 print ( " \ nPicos encontrados ( e s t n d a r ) : " ) 98 picos = encontrar_picos ( mat ) 99 for pos , val in picos : 100 print ( f " P o s i c i n { pos }: { val } " ) 101 102 print ( " \ nPicos encontrados ( optimizado ) : " ) 103 picos_opt = encontrar picos_opt imizado ( mat ) 104 for pos , val in picos_opt : 105 print ( f " P o s i c i n { pos }: { val } " ) 106 107 print ( " = " * 40) 108 109 # Probar matriz grande solo con v e r s i n optimizada 110 if len ( matrices ) > 5: 111 print ( " \ nProbando matriz grande (100 x100 ) ... " ) 112 picos_grandes = encontrar picos_optimizado ( matrices [5]) 113 print ( f " Se encontraron { len ( picos_grandes ) } picos en matriz grande " )
Explicaci´on:
Implementaci´on Est´andar:
- Compara cada elemento con sus 4 vecinos adyacentes
- Maneja correctamente los bordes de la matriz
- Retorna posiciones (fila, columna) y valores de picos
Versi´on Optimizada:
- Usa itertools.product para generaci´on eficiente de coordenadas
- Evita comparaciones innecesarias con elementos fuera de los l´ımites
- Ideal para matrices grandes
Manejo de Casos Especiales:
- Matriz vac´ıa
- Matrices con todos elementos iguales
- Picos en bordes y esquinas
- Matrices de gran tama˜no
8. Soluci´on Codificaci´on de Mensajes
1 class Mensaje : 2 def init ( self , emisor , receptor , texto ) : 3 self. emisor = emisor 4 self. receptor = receptor 5 self. texto = texto 6 7 def repr ( self ) : 8 return f " Mensaje ( emisor = ’{ self. emisor } ’ , receptor = ’{ self. receptor } ’ , texto = ’{ self. texto } ’) " 9 10 def codificar_mensajes ( mensajes ) : 11 """ 12 Codifica una lista de mensajes invirtiendo el orden de las vocales en el texto , 13 manteniendo el resto de caracteres igual. 14 15 P a r m e t r o s : 16 mensajes : Lista de objetos Mensaje 17 18 Retorna : 19 Lista de mensajes codificados 20 """ 21 def invertir_vocales ( texto ) : 22 vocales = { ’a ’ , ’e ’ , ’i ’ , ’o ’ , ’u ’ , ’A ’ , ’E ’ , ’I ’ , ’O ’ , ’U ’} 23 # Encontrar todas las vocales y sus posiciones 24 chars = list ( texto ) 25 indices_vocales = [ i for i , c in enumerate ( chars ) if c in vocales ] 26 vocales_encontradas = [ chars [ i ] for i in indices_vocales ] 27 28 # Invertir el orden de las vocales 29 for i , idx in enumerate ( indices_vocales ) : 30 chars [ idx ] = vocales_encontradas [ -( i +1) ] 31 32 return ’ ’. join ( chars ) 33 34 # Crear copia de los mensajes para no modificar los originales 35 mensajes_codificados = [] 36 for msg in mensajes : 37 texto_codificado = invertir_vocales ( msg. texto ) 38 mensaje_codificado = Mensaje ( msg. emisor , msg. receptor , texto_codificado ) 39 mensajes_codificados. append ( mensaje_codificado ) 40 41 return mensajes_codificados 42 43 # V e r s i n alternativa usando stack 44 def codificar_mensajes_stack ( mensajes ) : 45 vocales = { ’a ’ , ’e ’ , ’i ’ , ’o ’ , ’u ’ , ’A ’ , ’E ’ , ’I ’ , ’O ’ , ’U ’} 46 mensajes_cod = [] 47 48 for msg in mensajes : 49 # Extraer vocales en orden 50 vocales_texto = [ c for c in msg. texto if c in vocales ] 51 # Reemplazar en orden inverso 52 texto_cod = []
9 Retorna : 10 Lista ordenada de elementos comunes 11 """ 12 if not arreglos : 13 return [] 14 15 # Usar el arreglo m s p e q u e o como base para eficiencia 16 arreglo_base = min ( arreglos , key = len ) 17 comunes = set ( arreglo_base ) 18 19 for arr in arreglos : 20 if arr is not arreglo_base : 21 # Actualizar i n t e r s e c c i n con el arreglo actual 22 comunes. intersection_update ( arr ) 23 if not comunes : # O p t i m i z a c i n : salir si no hay comunes 24 break 25 26 return sorted ( comunes ) 27 28 # V e r s i n alternativa para arreglos muy grandes ( usando iteradores ) 29 def interseccion_grande ( arreglos ) : 30 from collections import defaultdict 31 32 if not arreglos : 33 return [] 34 35 contador = defaultdict ( int ) 36 for arr in arreglos : 37 for num in set ( arr ) : # Evitar contar duplicados en un mismo arreglo 38 contador [ num ] += 1 39 40 k = len ( arreglos ) 41 return sorted ( num for num , count in contador. items () if count == k ) 42 43 # Casos de prueba 44 test_cases = [ 45 [[1 , 2 , 3 , 4 , 5] , [2 , 4 , 6 , 8] , [0 , 2 , 4 , 10]] , # I n t e r s e c c i n [2 , 4] 46 [[1 , 2 , 3] , [4 , 5 , 6] , [7 , 8 , 9]] , # Sin i n t e r s e c c i n 47 [[1 , 1 , 2 , 2 , 3] , [1 , 2 , 2 , 3] , [1 , 2 , 3 , 3]] , # Con duplicados 48 [[] , [1 , 2 , 3]] , # Con arreglo v a c o 49 [[1 , 2 , 3]] , # Un solo arreglo 50 [] # Lista v a c a 51 ] 52 53 for i , caso in enumerate ( test_cases ) : 54 print ( f " \ nCaso { i +1}: " ) 55 for j , arr in enumerate ( caso ) : 56 print ( f " Arreglo { j +1}: { arr } " ) 57 58 print ( " \ n I n t e r s e c c i n e s t n d a r : " , interseccion_arreglos ( caso ) ) 59 print ( " I n t e r s e c c i n grande : " , interseccion_grande ( caso ) ) 60 print ( " = " * 60)
Explicaci´on:
Implementaci´on Principal:
- Usa conjuntos para eficiencia en operaciones de intersecci´on
- Selecciona el arreglo m´as peque˜no como base para optimizar
- Cortocircuito cuando no hay elementos comunes
Versi´on para Grandes Datos:
- Usa contador para evitar cargar todos los datos en memoria
- Eficiente para arreglos con muchos duplicados internos
Manejo de Casos Especiales:
- Lista vac´ıa de arreglos
- Arreglos vac´ıos dentro de la lista
- Un solo arreglo de entrada
- Duplicados dentro de un mismo arreglo
10. Soluci´on Validaci´on de Contrase˜nas
1 import re 2 from typing import List 3 4 class Usuario : 5 def init ( self , nombre : str , c o n t r a s e a : str ) : 6 self. nombre = nombre 7 self. c o n t r a s e a = c o n t r a s e a 8 9 def repr ( self ) : 10 return f " Usuario ( nombre = ’{ self. nombre } ’ , c o n t r a s e a = ’{ ’* ’* len ( self. c o n t r a s e a ) } ’) " 11 12 def v a l i d a r _ c o n t r a s e a s ( usuarios : List [ Usuario ]) -> List [ Usuario ]: 13 """ 14 Filtra usuarios con c o n t r a s e a s que cumplen los requisitos de seguridad : 15 - Al menos 8 caracteres 16 - Al menos una m a y s c u l a 17 - Al menos un n m e r o 18 - Al menos un c a r c t e r especial ( @$! %?&) 19 20 P a r m e t r o s : 21 usuarios : Lista de objetos Usuario 22 23 Retorna : 24 Lista de usuarios con c o n t r a s e a s v l i d a s 25 """ 26 patron = r " ^(?=.[ A - Z ]) (?=.\ d ) (?=.[ @$! %?&]) [A - Za - z \ d@$! %?&]{8 ,} $ " 27 usuarios_validos = [] 28 29 for usuario in usuarios : 30 if re. fullmatch ( patron , usuario. c o n t r a s e a ) : 31 usuarios_validos. append ( usuario ) 32 33 return usuarios_validos 34 35 # V e r s i n alternativa con v a l i d a c i n manual ( sin regex ) 36 def validar_manual ( usuarios : List [ Usuario ]) -> List [ Usuario ]: 37 especiales = { ’@ ’ , ’$ ’ , ’! ’ , ’ %’ , ’* ’ , ’? ’ , ’& ’} 38 validos = [] 39 40 for usuario in usuarios : 41 c o n t r a s e a = usuario. c o n t r a s e a 42 if len ( c o n t r a s e a ) < 8: 43 continue 44 45 tiene_mayuscula = any ( c. isupper () for c in c o n t r a s e a ) 46 tiene_numero = any ( c. isdigit () for c in c o n t r a s e a ) 47 tiene_especial = any ( c in especiales for c in c o n t r a s e a ) 48 49 if tiene_mayuscula and tiene_numero and tiene_especial : 50 validos. append ( usuario ) 51 52 return validos 53 54 # Casos de prueba 55 usuarios = [ 56 Usuario ( " admin " , " Admin123! " ) , # V l i d a 57 Usuario ( " invitado " , " abc123 " ) , # I n v l i d a ( faltan m a y s c u l a y especial ) 58 Usuario ( " test " , " A@1bcdef " ) , # V l i d a 59 Usuario ( " user " , " password " ) , # I n v l i d a 60 Usuario ( " demo " , " Demo@2023 " ) , # V l i d a
