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rimeras paginas 1/7/05 14:30 Página I Estructuras de datos en C rimeras paginas 1/7/05 14:30 Página II rimeras paginas 1/7/05 14:30 Página III Estructuras de datos en C LUIS JOYANES AGUILAR MATILDE FERNÁNDEZ AZUELA LUCAS SÁNCHEZ GARCÍA IGNACIO ZAHONERO MARTÍNEZ Departamento de Lenguajes y Sistemas Informáticos e Ingeniería del Software Facultad de Informática, Escuela Universitaria de Informática Universidad Pontificia de Salamanca campus Madrid MADRID• BOGOTÁ •BUENOS AIRES• CARACAS •GUATEMALA •LISBOA •MÉXICO NUEVA YORK •PANAMÁ •SAN JUAN •SANTIAGO •SÃO PAULO AUCKLAND • HAMBURGO • LONDRES • MILÁN • MONTREAL • NUEVA DELHI • PARÍS SAN FRANCISCO • SIDNEY • SINGAPUR • ST. LOUIS • TOKIO • TORONTO rimeras paginas 1/7/05 14:30 Página IV La información contenida en este libro procede de una obra original entregada por los autores. No obstante, McGraw- Hill/Interamericana de España no garantiza la exactitud o perfección de la información publicada. Tampoco asume ningún tipo de garantía sobre los contenidos y las opiniones vertidas en dichos textos. Este trabajo se publica con el reconocimiento expreso de que se está proporcionando una información, pero no tratando de prestar ningún tipo de servicio profesional o técnico. Los procedimientos y la información que se presentan en este libro tienen sólo la inten- ción de servir como guía general. McGraw-Hill ha solicitado los permisos oportunos para la realización y el desarrollo de esta obra. Estructura de datos en C. Serie Schaum No está permitida la reproducción total o parcial de este libro, ni su tratamiento informático, ni la transmisión de ninguna forma o por cualquier medio, ya sea electrónico, mecánico, por fotocopia, por registro u otros métodos, sin el permiso previo y por escrito de los titulares del Copyright. McGraw-Hill/Interamericana de de España, S. A. U. DERECHOS RESERVADOS ©2005, respecto a la primera edición en español, por McGRAW-HILL/INTERAMERICANADE ESPAÑA, S. A. U. Edificio Valrealty, 1ª planta Basauri, 17 28023 Aravaca (Madrid) www.mcgraw-hill.es universidad@mcgraw-hill.com ISBN: 84-481-4512-7 Depósito legal: M. Editor: Carmelo Sánchez González Compuesto en CD-FORM, S.L. Impreso en IMPRESO EN ESPAÑA - PRINTED IN SPAIN rimeras paginas 1/7/05 14:30 Página V Contenido Prólogo............................................................................................................................................................................. XI Capítulo 1 Algoritmos, estructura de datos y programas......................................................................................... 1 1.1 Resolución de problemas de programación..................................................................................................... 1 1.2 Abstracción de datos........................................................................................................................................ 1 1.3 Análisis de un problema................................................................................................................................... 1 1.4 Diseño de un programa.................................................................................................................................... 2 1.5 Implementación (codificación) de un programa.............................................................................................. 2 1.6 Verificación...................................................................................................................................................... 3 1.6.1 Método básico de verificación formal................................................................................................... 3 1.6.2 descripción formal de tipos de datos..................................................................................................... 3 1.6.3 el lenguaje de la lógica de primer orden................................................................................................ 4 Problemas resueltos básicos.................................................................................................................................... 6 Problemas resueltos avanzados............................................................................................................................... 9 Problemas propuestos.............................................................................................................................................. 12 Capítulo 2 Análisis de algoritmos................................................................................................................................ 15 2.1 Medida de la eficiencia de un algoritmo.......................................................................................................... 15 2.1.1 Evaluación de la memoria...................................................................................................................... 15 2.1.2 Evaluación del tiempo............................................................................................................................ 15 2.2 Notación O-GRANDE..................................................................................................................................... 16 2.2.1 Descripción de tiempos de ejecución.................................................................................................... 17 2.2.2 Definición conceptual............................................................................................................................ 17 2.2.3 Definición formal................................................................................................................................... 17 2.2.4 Propiedades de la notación O................................................................................................................ 17 2.2.5 Complejidad de las distintas sentencias y programas en C................................................................... 17 2.2.6 Funciones de complejidad de algoritmos más comúnmente consideradas................................................... 18 2.2.7 Tabla comparativa de las distintas funciones de complejidad más usuales.......................................... 18 2.2.8 Inconvenientes de la notación O-grande................................................................................................ 19 Problemas básicos................................................................................................................................................... 19 Problemas avanzados.............................................................................................................................................. 28 Problemas propuestos.............................................................................................................................................. 31 Capítulo 3 Arrayso arreglos(listas y tablas), estructuras y uniones en C.................................................................. 33 3.1 Array unidimensional....................................................................................................................................... 33 3.2 Arraymultidimensionales................................................................................................................................ 35 3.3 Array como parámetros a funciones................................................................................................................ 36 3.4 Estructuras........................................................................................................................................................ 36 3.5 Uniones............................................................................................................................................................. 38 3.6 Enumeraciones................................................................................................................................................. 38 3.7 Typedef .......................................................................................................................................................... 38 Problemas resueltos................................................................................................................................................. 39 Problemas avanzados.............................................................................................................................................. 45 Problemas propuestos.............................................................................................................................................. 54 rimeras paginas 1/7/05 14:30 Página VI VI CONTENIDO Capítulo 4 Recursividad................................................................................................................................................ 57 4.1 Algoritmos recursivos...................................................................................................................................... 57 4.2 Casos en los que debe evitarse el uso de la recursividad................................................................................ 58 4.3 Recursividad directa e indirecta....................................................................................................................... 59 4.4 Métodos para la resolución de problemas que usan recursividad............................................................ 60 4.4.1 Divide y vence....................................................................................................................................... 60 4.4.2 Backtracking (retroceso)........................................................................................................................ 60 Problemas básicos................................................................................................................................................... 62 Problemas avanzados.............................................................................................................................................. 64 Problemas propuestos.............................................................................................................................................. 94 Capítulo 5 Algoritmos de búsqueda y ordenación..................................................................................................... 97 5.1 Búsqueda.......................................................................................................................................................... 97 5.1.1 Búsqueda lineal...................................................................................................................................... 97 5.1.2 Búsqueda binaria.................................................................................................................................... 98 5.2 Clasificación interna......................................................................................................................................... 98 5.3 Ordenación por burbuja................................................................................................................................... 99 5.4 Ordenación por selección................................................................................................................................. 99 5.5 Ordenación por inserción................................................................................................................................. 100 5.7 Métodos de ordenación por urnas.................................................................................................................... 100 5.7.1 BinSort.................................................................................................................................................... 100 5.7.2 RadixSort................................................................................................................................................ 100 5.8 Ordenación rápida(QuickSort)........................................................................................................................ 101 5.9 Ordenación por mezcla.................................................................................................................................... 101 5.10 Clasificación por montículo........................................................................................................................... 101 Problemas básicos................................................................................................................................................... 101 Problemas de seguimiento...................................................................................................................................... 107 Algoritmos avanzados............................................................................................................................................. 110 Problemas propuestos.............................................................................................................................................. 119 Capítulo 6 Archivos y algoritmos de ordenación externa......................................................................................... 121 6.1 Archivos en C................................................................................................................................................... 121 6.2 Operaciones con archivos................................................................................................................................ 121 6.3 Ordenación externa.......................................................................................................................................... 125 6.4 Ordenación por mezcla directa........................................................................................................................ 127 6.5 Ordenación por mezcla natural........................................................................................................................ 127 6.6 Método de la mezcla equilibrada múltiple....................................................................................................... 127 6.7 Método polifásico............................................................................................................................................. 128 Problemas de seguimiento...................................................................................................................................... 129 Problemas básicos................................................................................................................................................... 133 Problemas avanzados.............................................................................................................................................. 139 Problemas propuestos.............................................................................................................................................. 150 Capítulo 7 Tipos abstractos de datos y objetos........................................................................................................... 151 7.1 El papel de la abstracción................................................................................................................................ 151 7.2 El tipo abstracto de datos (TAD)..................................................................................................................... 151 7.2.1 Especificaciones de tipos abstractos de datos........................................................................................ 152 7.2.2 Implementación de tipos abstractos de datos........................................................................................ 153 7.3 Orientación a objetos....................................................................................................................................... 153 Problemas resueltos básicos.................................................................................................................................... 154 Problemas avanzados.............................................................................................................................................. 159 Problemas propuestos.............................................................................................................................................. 170 Capítulo 8 Listas, listas enlazadas................................................................................................................................ 171 8.1 Estructuras de datos dinámicas........................................................................................................................ 171 rimeras paginas 1/7/05 14:30 Página VII CONTENIDO VII 8.2 Punteros (apuntadores)..................................................................................................................................... 171 8.3 Variables dinámicas.......................................................................................................................................... 172 8.4 Tipos puntero predefinidos NULLy void ...................................................................................................... 172 8.5 Conceptos generales sobre listas...................................................................................................................... 173 8.6 Especificación del tipo abstracto de datos lista............................................................................................... 174 8.7 Operaciones sobre listas enlazadas.................................................................................................................. 174 8.8 Especificación formal del tipo abstracto de datoslista ordenada ...................................................................... 175 8.9 Inserción y borrado de un elemento en lista enlazada simple......................................................................... 175 Problemas básicos................................................................................................................................................... 176 Problemas avanzados.............................................................................................................................................. 183 Problemas propuestos.............................................................................................................................................. 193 Capítulo 9 Modificaciones de listas enlazadas............................................................................................................ 195 9.1 Listas doblemente enlazadas............................................................................................................................ 195 9.2 Inserción y borrado de un elemento en lista doblemente enlazada................................................................. 196 9.3 Listas circulares simplemente enlazadas.......................................................................................................... 197 9.4 Listas circulares doblemente enlazadas........................................................................................................... 199 Problemas básicos................................................................................................................................................... 199 Problemas avanzados.............................................................................................................................................. 207 Problemas propuestos.............................................................................................................................................. 219 Capítulo 10 Pilas y sus aplicaciones............................................................................................................................. 221 10.1 El tipo abstracto de datos pila........................................................................................................................ 221 10.2 Especificación del tipo abstracto de datos pila.............................................................................................. 222 10.3 Implementación mediante estructuras estáticas............................................................................................. 222 10.4 Implementación mediante estructuras dinámicas.......................................................................................... 222 10.5 Transformación de expresiones aritméticas de notación infija a postfija...................................................... 223 10.6 Evaluación de expresiones aritméticas.......................................................................................................... 224 10.7 Eliminación de la recursividad....................................................................................................................... 224 Problemas resueltos básicos.................................................................................................................................... 225 Problemas resueltos avanzados............................................................................................................................... 229 Problemas propuestos.............................................................................................................................................. 241 Capítulo 11 Colas, colas de prioridad y montículos................................................................................................... 243 11.1 Colas............................................................................................................................................................... 243 11.2 Especificación formal..................................................................................................................................... 244 11.3 Implementación con variables dinámicas...................................................................................................... 245 11.4 Colas circulares.............................................................................................................................................. 247 11.5 Bicolas............................................................................................................................................................ 247 11.6 Especificación formal de TADbicola sin restricciones................................................................................. 247 11.7 Colas de prioridad.......................................................................................................................................... 248 11.8 Especificación del tipo abstracto de datos “cola de prioridad”..................................................................... 248 11.9 Montículos...................................................................................................................................................... 249 Problemas básicos................................................................................................................................................... 249 Problemas avanzados.............................................................................................................................................. 265 Problemas propuestos.............................................................................................................................................. 268 Capítulo 12 Tablas de dispersión y funciones hash.................................................................................................... 271 12.1 Tablas de dispersión....................................................................................................................................... 271 12.2 Funciones de transformación de clave........................................................................................................... 272 12.3 Tratamiento de sinónimos.............................................................................................................................. 274 Problemas básicos................................................................................................................................................... 275 Problemas avanzados.............................................................................................................................................. 283 Problemas propuestos.............................................................................................................................................. 285 rimeras paginas 1/7/05 14:30 Página VIII VIII CONTENIDO Capítulo 13 Árboles, árboles binarios y árboles ordenados...................................................................................... 287 13.1 Concepto de árbol........................................................................................................................................... 287 13.2 Árbol binario................................................................................................................................................... 288 13.2.1 Construcción de un árbol binario....................................................................................................... 288 13.2.2 Recorridos.......................................................................................................................................... 288 13.3 Árboles binarios de expresiones ................................................................................................................... 291 13.3.1 Construcción a partir de una expresión en notación convencional................................................... 292 13.4 Árboles binarios de búsqueda........................................................................................................................ 294 Problemas básicos................................................................................................................................................... 295 Problemas avanzados.............................................................................................................................................. 302 Problemas propuestos.............................................................................................................................................. 316 Capítulo 14 Árboles binarios equilibrados.................................................................................................................. 319 14.1. Árbol binario equilibrado, árboles AVL....................................................................................................... 319 14.2. Inserción en árboles AVL............................................................................................................................. 320 14.3. Rotaciones en la inserción............................................................................................................................. 321 14.4. La eliminación (o borrado en árboles AVL)................................................................................................. 323 14.5. Rotaciones en la eliminación........................................................................................................................ 324 Problemas de seguimiento...................................................................................................................................... 325 Problemas básicos................................................................................................................................................... 333 Problemas avanzados.............................................................................................................................................. 340 Problemas propuestos.............................................................................................................................................. 343 Capítulo 15 Árboles B................................................................................................................................................... 345 15.1 Árboles B....................................................................................................................................................... 345 15.1.1 Búsqueda de una clave....................................................................................................................... 346 15.1.2 Inserción de información.................................................................................................................... 347 15.1.3 Borrado físico de un registro.............................................................................................................. 348 15.2 Realización de un árbol B en memoria externa............................................................................................. 349 15.3 Árboles B*..................................................................................................................................................... 350 15.4 Árboles B+..................................................................................................................................................... 350 Problemas de seguimiento...................................................................................................................................... 352 Problemas propuestos.............................................................................................................................................. 367 Capítulo 16 Grafos I: representación y operaciones.................................................................................................. 369 16.1 Conceptos y definiciones............................................................................................................................... 369 16.2 Representación de los grafos.......................................................................................................................... 370 16.3 Tipo Abstracto de Datos Grafo...................................................................................................................... 371 16.4 Recorrido de un grafo.................................................................................................................................... 371 16.5 Componentes conexas.................................................................................................................................... 372 16.6 Componentes fuertemente conexas................................................................................................................ 373 Problemas resueltos básicos.................................................................................................................................... 374 Problemas resueltos básicos.................................................................................................................................... 389 Problemas propuestos.............................................................................................................................................. 394 Capítulo 17 Grafos II: Algoritmos............................................................................................................................... 397 17.1 Ordenación topológica................................................................................................................................... 397 17.2 Matriz de caminos: Algoritmo de Warshall................................................................................................... 398 17.3 Problema de los caminos más cortos con un sólo origen: algoritmo de Dijkstra......................................... 398 17.4 Problema de los caminos más cortos entre todos los pares de vertices: algoritmo de Floyd....................... 398 17.5 Concepto de flujo. Algoritmo de Ford Fulkerson.......................................................................................... 399 17.6 Problema del arbol de expansión de coste mínimo....................................................................................... 400 17.7 Algoritmo de Prim y algoritmo de Kruskal................................................................................................... 401 Problemas resueltos básicos.................................................................................................................................... 402 Problemas básicos................................................................................................................................................... 414 rimeras paginas 1/7/05 14:30 Página IX CONTENIDO IX Problemas avanzados.............................................................................................................................................. 425 Problemas propuestos ............................................................................................................................................ 431 Índice analítico................................................................................................................................................................ 433

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Estructuras de datos en C PDF

458 Pages·2005·1.96 MB·Spanish
by  Luis Joyanes Aguilar
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by Luis Joyanes Aguilar| 2005| 458 pages| 1.96| Spanish

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Detailed Information

Author:Luis Joyanes Aguilar
Publication Year:2005
Pages:458
Language:Spanish
File Size:1.96
Format:PDF
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