ESTRUTURAS DE DADOS (LEI, LM, LEE) PROGRAMAÇÃO III (LTSI)

ESTRUTURAS DE DADOS (LEI, LM, LEE)PROGRAMAÇÃO III (LTSI)Universidade da Beira Interior, Departamento de InformáticaHugo Pedro Proença, 2012/2013

Listas de Salto As listas de salto foram propostas em 1989 porWilliam Pugh, professor da Universidade deMaryland. São vistas como alternativas a árvores binárias depesquisa Eficiência comparável em operações de pesquisa. Perceptível apenas em situações em que os conjuntos têmvários milhões de elementos. O aumento na eficiência é obtido à custa de umaumento de recursos necessários.

Listas de Salto Ideia-Base: Procuramos pela empresa“Murtosa SA” na páginasamarelas. Ao abrir o livro (ordenadoalfabeticamente), verificamosque nos encontramos apenasnas empresas cuja inicial é “A”. Acção Inteligente: Avançar 1 página (a próximapágina será muito provavelmenterelativa à mesma letra)XAvançar N páginas! (provavelmenteavançaremos para a letra h?, j?)

Listas de Salto Esquema Geral:L 1 5 7 9 14 Cada nó da lista possui vários “níveis” deapontadores para os nós seguintes. Cada nível pode ser encarado como um mecanismode “salto” no acesso aos dados.

Listas de Salto Esquema Geral:L 1 5 7 9 14 A lista está organizada em camadas. A camada inferior corresponde a uma lista ligada trivial. Um elemento na camada “i” tem ligação na camada “i+1”com probabilidade “p” (tipicamente ½ ou ¼). Estrutura Não-Determinística (Aleatória)

Estruturas e Algoritmos Aleatórios O comportamento (temporal/espacial) varia em função dotempo e não pode ser determinado à-priori. Baseia-se em factores aleatorios para efectuar - pelomenos - uma das suas operações Algures, existirá um bloco de instruções do tipo:b random();if b == 0X …elseY … As listas de salto incorporam a aleatoriedade para decidirem que nível de procura fica cada elemento da lista.

Listas de Salto: Estrutura As estruturas de dados que suportam a implementaçãode listas de salto substituem o apontador para o nóseguinte (e anterior) por um vector de apontadores.typedef struct NODO{}Nodo;int chave; //Identificador… //outros dadosstruct NODO nseg[4]; //4 níveisstruct NODO nant[4]; //4 níveis

Listas de Salto: O que muda? Relativamente ao tipo de listas ligadasconvencional, as alterações são mínimas… Cada elemento, em vez de um atributo “nseg” e um“nant” tem vários “nseg” e vários “nant” Implementado através de um vector de “nseg” e “nant” Tantos quanto o número máximo de níveis definidopara a lista de salto.ID=1... (outros dados)nantnseg

Listas de Salto: Pesquisa Procure-se por um elemento com chave “x” na lista Começa-se pelo nível máximo (n) do elemento actual(el=1º elemento da lista) Para SEMPRE Compara-se a chave “x” com a do elemento seguinte àposição actual (y) Se x = y RETORNA SUCESSO x > y: avança para próximo nó com nível (n) x < y: baixa de nível (n=n-1)Caso se tente baixar do último nívelRETORNA INSUCESSO

Listas de Salto: Pesquisa Exemplo: Procura pelo nó com chave “61”.L 1 5 7 9 14 41 55 61 88 91 Fazem-se 4 movimentos Numa lista ligada simples far-se-iam 8

Listas de Salto: Pesquisa Seja “LS” uma lista de salto com 4 níveis.Implemente o uma função que pesquise em “LS”pelo nó com chave “c”: Deverá devolver um apontador para o nó a pesquisar NULL caso o nó não seja encontrado. Protótipo: Nodo* pesquisaListaSalto(Nodo *LS, int c);

Listas de Salto: Inserção Queremos inserir “nv” numa lista de salto com “n” níveis Sortear nível para o nó “nv” (ni, valor entre 1 e N) Para “i” de 1 a ni Colocar apontadores para nó seguinte e nó anterior ao do localonde “nv” deve ser inserido nsegN nantN nvnseg[i]=nsegN; nantNnseg[i]=nv; nsegNnant[i]=nv; nvnant[i]=nantN;

Listas de Salto: Inserção Codifique uma função que sorteie o nível onde umnó deverá ser inserido, mediante um númeromáximo “max” de níveis. Deverá ser devolvido um valor entre 1 e max: srand(unsigned time(NULL)); r = (double)rand() / (double)(RAND_MAX)); Protótipo: int sorteiaNível(int max);

Listas de Salto: Inserção Codifique a função que insere um novo nó “nv”numa lista de salto “LS”. Deverá ser devolvido um apontador para a cabeça dalista. Protótipo: Nodo* insereListaSalto(Nodo *LS, Nodo *nv);

Listas de Salto: Remoção Queremos remover “del” de uma lista de salto com“n” níveis ni=determinar nível de “del” Para “i” de 1 a ni Colocar apontadores para nó seguinte e nó anterior ao dolocal onde “nv” deve ser inserido nsegN nantN nsegNnant[i]=del->nant[i]; nantNnseg[ni]=del->nseg[i]; Libertar recursos associados a “del”

Listas de Salto: Remoção Codifique a função que remnove o nó “del” de umalista de salto “LS”. Deverá ser devolvido um apontador para a cabeça dalista. Os recursos associados a “del” deverão ser libertados Protótipo: Nodo* removeListaSalto(Nodo *LS, Nodo *del);