Pilas y Colas Proyecto

PILAS Y COLAS PROGRAMACION EN LENGUAJE C

Autor: DIEGO ALEJANDRO PULIDO MORENO 2014

PILAS Y COLAS

PILAS Y COLAS EN LENGUAJE C

DIEGO ALEJANDRO PULIDO MORENO

TRABJADO DE PROGRAMACION

OSCAR MORERA

UNIVERSIDAD DE CUNDINAMARCA INGENIERIA DE SISTEMAS ESTRUCTURAS DE INFORMACION FACATATIVA 2014

Autor: DIEGO ALEJANDRO PULIDO MORENO

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PILAS Y COLAS

PILAS Y COLAS Pag.

INTRODUCCIÓN………………………………..…..…………………..4 OBJETIVOS……………………………………………………………...5 PILAS.…………………………………………………………………….6 Definición…………………………………….………………………….......... .6 Funciones de las pilas…………… ....…….…………………………………. .6 Operaciones básicas de pilas…………….………………………..……….. .7 Push, insertar elemento…………..……….…...……………………………..7 Push, en una pila vacía………………….………………………………….. ..7 pop, leer y eliminar un elemento………..…………………………………...8 Explicación de pilas desde el código………………………………………..8 Algoritmo de la función ”Push”……………………………………………….9 Algoritmo de la función ”Pop”………………………………………………...9 Ejemplo de pilas……………………………………………………………...10

COLAS………………………………………………………………….12 Definición…………………….………………………………………………………12 Funciones de las colas……………………………………………………………..12 Manejo de colas…………….……………………………………………………….12 Operaciones básicas con colas……………….………………………….............13

Añadir un elemento………………………….…………….………………...13 Añadir elemento en una cola vacía………………………………………..13 Añadir elemento en una cola no vacía…………………………………….14 Añadir elemento en una cola, caso general……………………………....14 Leer un elemento de una cola, implica eliminarlo………………………..14 Leer un elemento en una cola con más de un elemento………………..14 Leer un elemento en una cola con un solo elemento……………………15 Leer un elemento en una cola caso general…………………………...…15 Explicación de colas desde el código:……………………………………..16 Algoritmo de la función "añadir"…………………………………………….16 Algoritmo de la función "leer":………………………………………………16 Ejemplo de colas……………………………………………………………..18

CONCLUSION………………………………………………………….20 BIBLIOGRAFIA……………………..………………………………….21


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PILAS Y COLAS

Estudiaremos en detalle las estructuras de datos pilas y colas que son probablemente las utilizadas y más frecuentemente en los programas más usuales. Son estructuras de datos que almacenan y recuperan sus elementos atendiendo a un estricto orden. Las pilas se conocen también como estructuras LIFO (Last-in, first-out, último en entrar-primero en salir) y las colas como estructuras FIFO (nirSt-in, First-out, primero en entrar-primero en salir).


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PILAS Y COLAS

1. Comprende y entiende la definición de pilas y colas en el lenguaje C

2. Entiende y maneja la creación de pilas y colas, en lenguaje C

3. Conoce la estructura de pilas y colas, ingreso de datos y eliminación de ellos mismos, en lenguaje C


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PILAS Y COLAS

DEFINICION: Una pila es un tipo especial de lista abierta en la que sólo se pueden insertar y eliminar nodos en uno de los extremos de la lista. Estas operaciones se conocen como "push" y "pop", respectivamente "empujar" y "tirar". Además, las escrituras de datos siempre son inserciones de nodos, y las lecturas siempre eliminan el nodo leído. Estas características implican un comportamiento de lista LIFO (Last In First Out), el último en entrar es el primero en salir. El símil del que deriva el nombre de la estructura es una pila de platos. Sólo es posible añadir platos en la parte superior de la pila, y sólo pueden tomarse del mismo extremo.

“El primero que entra, el ultimo que sale”

FUNCIONES DE LAS PILAS: Las pilas se utilizan en muchas aplicaciones que utilizamos con frecuencia. Por ejemplo, la gestión de ventanas en W indows (cuando cerramos una ventana siempre recuperamos la que teníamos detrás). Otro ejemplo es la evaluación general de cualquier expresión matemática para evitar tener que calcular el número de variables temporales que hacen falta. Por ejemplo:

-4 3 7 -7 2

3 7 -7 2

7 -7 2

-7 2

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PILAS Y COLAS

OPERACIONES BASICAS DE PILAS: Las pilas tienen un conjunto de operaciones muy limitado, sólo permiten las operaciones de "push" y "pop": Push: Añadir un elemento al final de la pila. Pop: Leer y eliminar un elemento delfinal de la pila.

PUSH, INSERTAR ELEMENTO: Las operaciones con pilas son muy simples, no hay casos especiales, salvo que la pila esté vacía.

PUSH EN UNA PILA VACÍA: Partiremos de que ya tenemos el nodo a insertar y, por supuesto un puntero que apunte a él, además el puntero a la pila valdrá NULL: Pila NULL

El proceso es muy simple, bastará con que: 1. nodo->siguiente apunte a NULL 2. Pila a apunte a nodo.

PUSH EN UNA PILA NO VACÍA: Podemos considerar el caso anterior como un caso particular de éste, la única diferencia es que podemos y debemos trabajar con una pila vacía como con una pila normal. De nuevo partiremos de un nodo a insertar, con un puntero que apunte a él, y de una pila, en este caso no vacía:


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El proceso sigue siendo muy sencillo: 1. Hacemos que nodo->siguiente apunte a Pila 2. Hacemos que Pila apunte a nodo.

POP, LEER Y ELIMINAR UN ELEMENTO: Ahora sólo existe un caso posible, ya que sólo podemos leer desde un extremo dela pila. Partiremos de una pila con uno o más nodos, y usaremos un puntero auxiliar, nodo:

nodo 1. Hacemos que nodo apunte al primer elemento de la pila, es decir a Pila. 2. Asignamos a Pila la dirección del segundo nodo de la pila: Pila>siguiente. 3. Guardamos el contenido del nodo para devolverlo como retorno, recuerda que la operación pop equivale a leer y borrar. 4. Liberamos la memoria asignada al primer nodo, el que queremos eliminar.

Si la pila sólo tiene un nodo, el proceso sigue siendo válido, ya que el valor de Pila->siguiente es NULL, y después de eliminar el último nodo la pila quedará vacía, y el valor de Pila será NULL.

EXPLICACIÓN DE PILAS DESDE EL CÓDIGO Supongamos que queremos construir una pila para almacenar números enteros. Haremos pruebas intercalando varios "push" y "pop", y comprobando el resultado. Autor: DIEGO ALEJANDRO PULIDO MORENO

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ALGORITMO DE LA FUNCIÓN "PUSH": 1. Creamos un nodo para el valor que colocaremos en la pila 2. Hacemos que nodo->siguiente apunte a Pila. 3. Hacemos que Pila apunte a nodo.

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void Push(Pila *pila, int v){ pNodo nuevo; /* Crear un nodo nuevo */ nuevo = (pNodo)malloc(sizeof(tipoNodo));nuevo->valor = v; /* Añadimos la pila a continuación del nuevo nodo */ nuevo->siguiente = *pila; /* Ahora, el comienzo denuestra pila es ennuevo nodo*/ *pila = nuevo; }

ALGORITMO DE LA FUNCIÓN "POP": 1. Hacemos que nodo apunte al primer elemento de la pila, es decir a Pila. 2. Asignamos a Pila la dirección del segundo nodo de la pila: Pila->siguiente. 3. Guardamos el contenido del nodo para devolverlo como retorno, recuerda que la operación pop equivale a leer y borrar. 4. Liberamos la memoria asignada al primer nodo, el que queremos eliminar. int Pop(Pila *pila){ pNodo nodo; int v;

/* variableauxiliar para manipular nodo */ /* variable auxiliar para retorno */

/* Nodo apunta al primer elemento de la pila */ nodo = *pila; if(!nodo) return 0; /* Sinohay nodos en pila retornamos 0 */ /* Asignamos a pila toda la pila menos el primer elemento */ *pila = nodo->siguiente; /* Guardamos el valor de retorno */ v = nodo->valor; /* Borrar el nodo */ free(nodo); return v; }


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1. Veremos el funcionamiento de la pila: ingreso ubicación y eliminación de datos

#include using namespace std; class Pila{ /*creamos la clase pila*/ private: /*creamos el puntero*/ int *p int tope, tam; /*declaramos datos*/ public: Pila (int); void push(int); int pop( ); void Mostrar( ); ~Pila( ); }; Pila::Pila (int cant=1) /*creación de la pila */ { tam=cant; tope=0; p=new int [tam]; if (p==NULL) exit(1); } void Pila::push(int aux) /*cargamos pila*/ { if (tope==tam) cout<<"Pila llena"; else { p[tope]=aux; tope++; } } int Pila::pop( ) /*eliminamos elemento de la pila*/ { if (tope== 0) { cout<<"Pila vacía"; return 0; Autor: DIEGO ALEJANDRO PULIDO MORENO

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} else { tope--; return p[tope]; } } void Pila::Mostrar( ) /*mostramos la pila */ { for (int i=tope-1;i>=0;i--) cout<>info; a.push(info); } for (i=0;i<5;i++) /*ciclo for para controlar la salida de datos*/ { cout<

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DEFINICION: Una cola es un tipo especial de lista abierta en la que sólo se puede insertar nodos en uno de los extremos de la lista y sólo se pueden eliminar nodos en el otro. Además, como sucede con las pilas, las escrituras de datos siempre son inserciones de nodos, y las lecturas siempre eliminan el nodo leído. Este tipo de lista es conocido como lista FIFO (First In First Out), el primero en entrar es el primero en salir.

FUINCIONES DE LAS COLAS: El símil cotidiano es una cola para comprar, por ejemplo, las entradas del cine. Los nuevos compradores sólo pueden colocarse al final de la cola, y sólo el primero dela cola puede comprar la entrada.

“El primero en entrar es el primero en salir”

Manejo de colas: Los tipos que definiremos normalmente para manejar colas serán casi los mismos que para manejar listas y pilas.

Es evidente, a la vista del gráfico, que una cola es una lista abierta. Así que sigue siendo muy importante que nuestro programa nunca pierda el valor del puntero al primer elemento, igual que pasa con las listas abiertas. Además, Autor: DIEGO ALEJANDRO PULIDO MORENO

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debido al funcionamiento de las colas, también deberemos mantener un puntero para el último elemento de la cola, que será el punto donde insertemos nuevos nodos. Teniendo en cuenta que las lecturas y escrituras en una cola se hacen siempre en extremos distintos, lo más fácil será insertar nodos por el final, a continuación del nodo que no tiene nodo siguiente, y leerlos desde el principio, hay que recordar que leer un nodo implica eliminarlo de la cola

OPERACIONES BÁSICAS CON COLAS: De nuevo nos encontramos ante una estructura con muy pocas operaciones disponibles. Las colas sólo permiten añadir y leer elementos: Añadir: Inserta un elemento al final de la cola. Leer: Lee y elimina un elemento del principio de la cola.

AÑADIR UN ELEMENTO: Las operaciones con colas son muysencillas, prácticamente no hay casosespeciales, salvo que la cola esté vacía.

AÑADIR ELEMENTO EN UNA COLA VACÍA: Partiremos de que ya tenemos el nodo a insertar y, por supuesto un puntero que apunte a él, además los punteros que definen la cola, primero y último que valdrán NULL: PrimeroNULL

UltimoNULL

El proceso es muy simple, bastará con que: 1. nodo->siguiente apunte a NULL. 2. Y que los punteros primero y último apunten a nodo.


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AÑADIR ELEMENTO EN UNA COLA NO VACÍA: De nuevo partiremos de un nodo a insertar, con un puntero que apunte a él, y de una cola, en este caso, al no estar vacía, los punteros primero y último no serán nulos:

El proceso sigue siendo muy sencillo: 1. Hacemos que nodo->siguiente apunte a NULL. 2. Después que ultimo->siguiente apunte a nodo. 3. Y actualizamos ultimo, haciendo que apunte a nodo.

AÑADIR ELEMENTO EN UNA COLA, CASO GENERAL: Para generalizar el caso anterior, sólo necesitamos añadir una operación: 1. Hacemos que nodo->siguiente apunte a NULL. 2. Si ultimo no es NULL, hacemos que ultimo->siguiente apunte a nodo. 3. Y actualizamos ultimo, haciendo que apunte a nodo. 4. Si primero es NULL, significa que la cola estaba vacía, así que haremos que primero apunte también a nodo.

LEER UN ELEMENTO DE UNA COLA, IMPLICA ELIMINARLO: Ahora también existen dos casos, que la cola tenga unsolo elementoo que tenga másde uno.

LEER UN ELEMENTO EN UNA COLA CON MÁS DE UN ELEMENTO: Usaremos un puntero a un nodo auxiliar:

1. Hacemos que nodo apunte al primer elemento de la cola, es decir a primero. 2. Asignamos a primero la dirección del segundo nodo de la pila: primero->siguiente. 3. Guardamos el contenido del nodo para devolverlo como retorno, recuerda que la operación de lectura en colas implican también borrar. 4. Liberamos la memoria asignada al primer nodo, el que queremos eliminar. Autor: DIEGO ALEJANDRO PULIDO MORENO

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LEER UN ELEMENTO EN UNA COLA CON UN SOLO ELEMENTO: También necesitamos un puntero a un nodo auxiliar:

1. Hacemos que nodo apunte al primer elemento de la pila, es decir a primero 2. Asignamos NULL a primero, que es la dirección del segundo nodo teórico de la cola: primero->siguiente. 3. Guardamos el contenido del nodo para devolverlo como retorno, recuerda que la operación de lectura en colas implican también borrar. 4. Liberamos la memoria asignada al primer nodo, el que queremos eliminar. 5. Hacemos que último apunte a NULL, ya que la lectura ha dejado la cola vacía.

LEER UN ELEMENTO EN UNA COLA CASO GENERAL: 1. Hacemos que nodo apunte al primer elemento de la pila, es decir a primero. 2. Asignamos a primero la dirección del segundo nodo de la pila: primero->siguiente. 3. Guardamos el contenido del nodo para devolverlo como retorno, recuerda que la operación de lectura en colas implican también borrar. 4. Liberamos la memoria asignada al primer nodo, el que queremos eliminar. Si primero es NULL, hacemos que ultimo también apunte a NULL, ya que la lectura ha dejado la cola vacía.


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EXPLICACIÓN DE COLAS DESDE EL CÓDIGO: Construiremos una cola para almacenar números enteros. Haremos pruebas insertando varios valores y leyéndolos alternativamente para comprobar el resultado.

ALGORITMO DE LA FUNCIÓN "ANADIR": 1. Creamos un nodo para el valor que colocaremos en la cola. 2. Hacemos que nodo->siguiente apunte a NULL. 3. Si "ultimo" no es NULL, hacemos que ultimo->>siguiente apunte a nodo. 4. Actualizamos "ultimo"haciendo que apunte a nodo.5. Si "primero" es NULL, hacemos que apunte a nodo. void Anadir(pNodo *primero, pNodo *ultimo, int v){ pNodo nuevo; /* Crear un nodo nuevo */ nuevo = (pNodo)malloc(sizeof(tipoNodo)); nuevo->valor= v; /* Este seráel último nodo, no debe tener siguiente */ nuevo->siguiente = NULL; /* Si la colanoestaba vacía, añadimos el nuevo a continuación de ultimo */ if(*ultimo) (*ultimo)->siguiente = nuevo; /* Ahora, el últimoelementode la cola es el nuevo nodo */ *ultimo = nuevo; /* Si primero es NULL, la cola estaba vacía, ahora primero apuntará también al nuevo nodo */ If (!*primero) *primero = nuevo; }

ALGORITMO DE LA FUNCIÓN "LEER": 1. Hacemos que nodo apunte al primer elemento de la cola, es decir a primero. 2. Asignamos a primero la dirección del segundo nodo de la cola: primero->siguiente. 3. Guardamos el contenido del nodo para devolverlo como retorno, recuerda que la operación de lectura equivale a leer y borrar. 4. Liberamos la memoria asignada al primer nodo, el que queremos eliminar. 5. Si primero es NULL, haremosque últimotambién apunte a NULL, ya que la cola habrá quedado vacía.


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int Leer(pNodo *primero, pNodo *ultimo){ pNodo nodo; /* variable auxiliar para manipula nodo*/ int v; /* variableauxiliar para retorno */ /* Nodo apunta al primer elemento de la pila */ nodo = *primero; if(!nodo) return 0; /* Si nohay nodos enlapila retornamos 0*/ /* Asignamos a primero la dirección del segundo nodo */ *primero = nodo->siguiente; /* Guardamos el valor de retorno */ v = nodo->valor; /* Borrar el nodo */ free(nodo); /* Si la cola quedó vacía, ultimo debe ser NULL también*/ If(!*primero) *ultimo = NULL; return v; }


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1. Veremos el funcionamiento de una cola: ingreso ubicación y eliminación de datos. #include using namespace std; class Cola { private: int *p; int pcio, fin, tam; public: Cola (int); void Agregar(int); int Sacar( ); void Mostrar( ); ~Cola( ); }; Cola::Cola (int cant=1) { tam=cant; pcio=fin=0; p=new int [tam]; if (p==NULL) exit(1); }

/*creamos clase cola*/

/*creamos puntero*/ /*declaramos datos*/

/*creamos de la cola*/

void Cola::Agregar(int info) /*función cargar*/ { if (fin==tam) cout<<"Cola llena"; else { p[fin]=info; fin++; } } int Cola::Sacar( )

/*función eliminar*/ Autor: DIEGO ALEJANDRO PULIDO MORENO

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{ if ( pcio== fin) { cout<<"Cola vacía"; return 0; } else return p[pcio++]; } void Cola::Mostrar( ) /*función mostrar*/ { for (int i=pcio;i
/*al mostrar la cola eliminamos un elemento*/

int main( ) /*inicio*/ { Cola a(5); int i, info; cout<<"Ingrese 5 numeros enteros:\n"; /*ciclo for para controlar la entrada de datos*/ for (i=0;i<5;i++) { cin>>info; a.Agregar(info); } for (i=0;i<5;i++) /*ciclo for para controlar la salida de datos*/ { cout<

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En cierto modo y en la búsqueda de la verdad, de la lógica y de la razón hemos analizado profundamente los aspectos técnicos acerca de las diferentes estructuras dinámicas y no dinámicas que se encuentran en el lenguaje, centrándonos especialmente y con particular énfasis en las funciones todas ellas muy importantes para la programación estructurada, las colas ,las pilas herramientas indispensables para el ahorro del tiempo a nosotros los programadores solo la tecnología futura y los nuevos avances tecnológicos nos darán la luz y nos enseñaran el camino por el cual debe pasar la humanidad llevada de la mano por la informática.


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PILAS Y COLAS

1.

Con Clase: http://www.conclase.net Por: Salvador Pozo Coronado

2.

Scribd: http://es.scribd.com/doc/52705482/Estructura-deDatos-c-Pilas-Colas-Listas-Arboles-3

3.

Blog: http://colas-prog-relva-sevila.blogspot.com/

4.

Diseño: valorcreativo.blogspot.com/2011/11/portadasword.html


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