Estrutura de Dados e Algoritmos e Programação e Computadores II

1. Estrutura de Dados e Algoritmos e Programação e Computadores II Aula 6: Pilhas e Filas

2. Pilhas e Filas • Estruturas Heterogêneas • Pilhas • Filas

3. Pilhas • Uma pilha é uma estrutura de dados que pode ser acessada somente por uma de suas extremidades para armazenar e recuperar dados. • Por essa razão, uma pilha é chamada de estrutura LIFO (last in/first out).

4. Pilhas • Operações sobre pilhas: • clear() – limpa a pilha; • isEmpty() – verifica se a pilha está vazia; • push(elem) – coloca o elemento no topo da pilha; • pop() – toma o elemento mais alto da pilha; • topEl() – retorna o elemento mais alto da pilha sem removê-lo.

5. Pilhas push 10 push 5 pop push 15 push 7 pop 7 5 15 15 10 10 10 10 10

6. Pilhas • Uma aplicação de pilhas é o casamento de delimitadores em um programa. • O casamento de delimitadores é parte importante de qualquer compilador. while (m < (n[8] + o)) { p = 7; /* inicializa p */ r = 6; }

7. Lê o caracter ch do arquivo file; while não é o fim de file if ch é ´(´,´[´ ou ´{´ push(ch); else if ch é ´)´,´]´ ou ´}´ if ch e o caracter extraído não se casam falha; else if ch é ´/´ lê o próximo caracter; if este caracter é ´*´ pule todos os caracteres até encontrar o final do contrário “*”; indique um erro se o final for encontrado antes do “*”; // else ignore os outros caracteres; lê o próximo caracter ch a partir de file; if a pilha está vazia sucesso; else falha; };

8. Filas • Uma fila é simplesmente uma linha de espera que cresce somando elementos ao seu final e que diminui tomando elementos de sua frente. • Em uma extremidade os nós são somente adicionados, e na outra os nós são somente removidos.

9. Filas • Operações • clear() – limpa a fila; • isEmpty() – verifica se a fila está vazia; • isFull() – verifica se a fila está cheia; • enqueue(elem) – toma o elemento no final da fila; • dequeue() – toma o primeiro elemento da fila; • firstEl() – retorna o primeiro elemento da fila sem removê-lo.

10. Filas enqueue 10 enqueue 5 dequeue enqueue 15 enqueue 7 dequeue 7 15 15 5 5 5 5 10 10

11. Filas • As filas são frequentemente usadas em simulações, uma vez que existe uma teoria das filas bem desenvolvida e matematicamente sofisticada na qual vários cenários são analisados e modelos que usam filas são construídos. • Exemplos: clientes em filas de espera, peças em filas de montagem, conteiners em portos, sistemas de trânsito de grandes cidades, dentre outros.

12. Estudo de Caso • Uma Biblioteca: incluir novos livros, registrar saída de livros pelas pessoas e retorná-los. • Neste estudo de caso quase tudo é implementado em termos de listas. • Ainda mais, ele usa listas de listas que também contêm referências cruzadas.

13. catálogo A B F Fielding Pasquin The Hist.. NULL NULL Fitzgerald Select Euph.. NULL NULL NULL pessoas A B Charles C NULL NULL

14. Estudo de Caso • O problema usa um vetor catalogo de todos os autores de livros incluídos na biblioteca e um vetor pessoas de todas as pessoas que usaram a biblioteca pelo menos uma vez. • Os vetores são indexados por letras de modo que uma posição refere-se a lista de nomes com a letra correspondente. • Pode-se ter diversos livros de um mesmo autor, e por isso um dos membros do nó autor aponta para uma lista de livros escritos.

15. Estudo de Caso • Da mesma forma, uma pessoa pode retirar diversos livros, e assim o nó desta pessoa possui um membro que aponta para a lista de livros retirados. • Este fato também é indicado ajustando-se o membro do nó livro para o nó da pessoa que o retirou. • O problema possui 4 classes: Autor, Livro, Pessoa e LivroRetirado.

16. Estudo de Caso • 5 operações possíveis no Estudo de Caso: • Incluir um livro; • Registrar a saída de um livro; • Retornar um livro; • Mostrar uma listagem dos livros da biblioteca; • Sair do programa.