Estructura de datos

Indice1. Base De Datos 2. Recursividad 3. Lista 4. Árboles binarios. 5. Variables Constantes

1. Base De Datos

Una base de datos de red esta formado por una colección de registros, los cuales están conectados entre sí por medio de enlaces. Registro.- Es una colección de campos (atributos) Campos.- Contiene almacenado solamente un valor. Enlace.- Asociación entre dos registros, así que podemos verla como una relación estrictamente binaria. Estructura de datos de red, abarca más que la estructura de árbol porque un nodo "hijo" en la estructura de red puede tener más de un padre.

Diagramas de estructura de datos. Es un esquema que representa el diseño de una base de datos de red. Este modelo se basa en representaciones entre registros por medio de ligas, existen relaciones en las que participan solo dos entidades(binarias) y relaciones en las que participan más de dos entidades (generales) ya sea con o sin atributo descriptivo en la relación. La forma de diagramado consta de dos componentes básicos: Celdas: representan a los campos del registro. Líneas: representan a los enlaces entre los registros.  su representación gráfica se basa en el acomodo de los campos de un  registro en un conjunto de celdas que se ligan con otro(s) registro(s) Las estructuras de datos según la cardinalidad se representan en los siguientes casos:

Conceptos básicos. Algoritmo.- Es un conjunto de reglas que permiten obtener un resultado determinado a partir de ciertas reglas definidas. Algoritmo.- Es una secuencia finita de instrucciones, cada una de las cuales tiene un significado preciso y puede ejecutarse con una cantidad finita de esfuerzo en un tiempo finito. Ha de tener las siguientes características: Legible, correcto, modular, eficiente, estructurado, no ambiguo y a ser posible se ha de desarrollar en el menor tiempo posible.

Características de un algoritmo de computador: Correcto Legible eficiente Diseño de algoritmos. Fases: Diseño: se dan las especificaciones en lenguaje natural y se crea un primer modelo matemático apropiado. La solución en esta etapa es un algoritmo expresado de manera muy informal. Implementación: El programador convierte el algoritmo en código, siguiendo alguna de estas 3 metodologías. * TOP-DOWN se alcanza el programa sustituyendo las palabras del palabras del pseudocódigo por secuencias de proposiciones cada vez mas detalladas, en un llamado refinamiento progresivo. * BOTTON-UP parte de las herramientas mas primitivas hasta que se llega al programa. Pruebas: Es un material que se pasa al programa para detectar posibles errores.Esto no quiere decir que el diseño no tenga errores, puede tenerlos para otros datos.

2. Recursividad

Definición. Hablamos de recursividad, tanto en el ámbito informático como en el ámbito matemático, cuando definimos algo (un tipo de objetos, una propiedad o una operación) en función de sí mismo. La recursividad en programación es una herramienta sencilla, muy útil y potente.

Tipos. Podemos distinguir dos tipos de recursividad: Directa: Cuando un subprograma se llama a si mismo una o mas veces directamente. Indirecta: Cuando se definen una serie de subprogramas usándose unos a otros.

Características. Un algoritmo recursivo consta de una parte recursiva, otra iterativa o no recursiva y una condición de terminación. La parte recursiva y la condición de terminación siempre existen. En cambio la parte no recursiva puede coincidir con la condición de terminación. Algo muy importante a tener en cuenta cuando usemos la recursividad es que es necesario asegurarnos que llega un momento en que no hacemos más llamadas recursivas. Si no se cumple esta condición el programa no parará nunca.

Ventajas e inconvenientes. La principal ventaja es la simplicidad de comprensión y su gran potencia, favoreciendo la resolución de problemas de manera natural, sencilla y elegante; y facilidad para comprobar y convencerse de que la solución del problema es correcta. El principal inconveniente es la ineficiencia tanto en tiempo como en memoria, dado que para permitir su uso es necesario transformar el programa recursivo en otro iterativo, que utiliza bucles y pilas para almacenar las variables.

Estructura Representación Una tabla es una estructura homogénea en la que todos los elementos que la componen son del mismo tipo.Son estáticas, no crecen ni decrecen en tiempo de ejecución y tienen un límite preestablecido antes de la compilación. Para acceder a los elementos de una tabla se utilizan los "índices" y estos pueden ser de cualquier tipo escalar de PASCAL (enumerados, INTEGER, CHAR, subrango, BOOLEAN).Por ello las tablas son estructuras de acceso directo o acceso por índice. 

Búsqueda secuencial. Búsqueda secuencial con centinela. Almacenamiento externo Usamos espacios fuera de las de la tabla para colocar las colisiones. Dentro del almacenamiento externo hay varios tipos. Encadenamiento directo y zona de overflow. Encadenamiento directo. Esta realización considera la tabla como un vector en el que cada posición contiene un elemento y un campo adicional con el comienzo de la lista de elementos con los que existe colisión.Es decir, las posibles colisiones se resuelven construyendo una lista de elementos cuya imagen hash coincida.

Ventajas: eficientes y rápidos. Inconvenientes: Para cada elemento de la lista se debe reserVAR un espacio para punteros lo que significa un desaprovechamiento de memoria en el "manejo de lista".

Zona de Overflow.  Se reserva espacio en cierta zona de externa a la propia tabla, de aproximadamente el 10% de su tamaño, para introducir las colisiones.Cada sinónimo se almacena en la primera celda disponible de la zona de overflow. Inconveniente: Desaprovechamiento de memoria (poco).Es poco eficiente cuando se han producido colisiones, ya que la búsqueda en la zona de overflow es secuencial. Ventajas: Ocupa menos memoria que el anterior.El algoritmo de búsqueda y de inserción es mas sencillo.

Almacenamiento interno Cuando el espacio usado para almacenar las colisiones esta dentro de los límites de la tabla.Dentro del almacenamiento interno están:Encadenamiento directo y encadenamiento vacío.

Encadenamiento directo.  Se usa dentro de la tabla un campo de tipo puntero para que apunte al siguiente colisionado, que estará dentro de la tabla.En ese campo se guarda la dirección del siguiente colisionado. En el encadenamiento directo con zona de overflow podemos sobredimensionar la tabla para almacenar las colisiones, en esta zona las casillas estarán encadenadas con una variable que apunte al primer espacio libre de la zona de overflow.Consiste en enlazar todos los elementos cuyas claves generan igual indice primario por medio de enlaces dentro de la tabla a las nuevas posiciones ocupadas por estos elementos. Inconvenientes: Espacio reservado en cada elemento para el enlace. Ventajas: Más rápido que el externo con zona de overflow ya que evita la búsqueda secuencial. Ocupación de memoria: Depende del método usado.El primer caso ocupa menos memoria, y el segundo es más rápido.

3. Lista

Concepto. Una lista es una estructura de datos homogénea y dinámica, que va a estar formada por una secuencia de elementos, donde cada uno de ellos va seguido de otro o de ninguno. Homogénea: Todos los elementos que la forman tienen el mismo tipo base. Dinámica: Puede crecer o decrecer en tiempo de ejecución según nuestras necesidades. dos listas pueden ser diferentes si: No tienen el mismo número de elementos: L1: gato, perro. L2: gato, canario, cerdo. Cuando, aun teniendo el mismo número de elementos, estos son distintos: L1: gato, perro. L2: gato, cerdo. Cuando, aun teniendo el mismo número de elementos y siendo estos los mismos, no están dispuestos en el mismo orden. L1: gato, perro. L2: perro, gato.  Hay varios criterios para clasificar las listas: según su modo de acceso o según su información de acceso.

Modo De Acceso. Atendiendo a este, se dividen en densas y enlazadas. El modo de acceso es independiente de la implementación realizada. Listas densas Se caracterizan porque los elementos siguen una secuencia física. Sabemos cuales es el siguiente elemento porque para acceder a él hemos tenido que pasar por todos los anteriores. La localización de un elemento cualquiera será: El primero si es el primer elemento de la lista. N-esimo si para llegar a el hemos pasado por N-1 elementos. Siguen una estructura física secuencial luego se pueden implementar utilizando ficheros, ARRAYS y punteros. Listas enlazadas Son aquellas en las que cada elemento que los compone contiene la información necesaria para acceder al elemento siguiente. La localización de un elemento cualquiera será: Un elemento de la lista tendrá la dirección K si K es el primero y K es conocido (dirección de inicio). Estará en la dir. J si J está contenida en el elemento anterior. Informacion de acceso.

Listas ordinales Los elementos se van colocando en la lista a medida que llegan y se identifican por el orden de llegada.El acceso a un elemento es por su orden o posición relativa dentro de la lista.

Listas calificadas Los elementos se clasifican por una clave y pueden estar ordenados o no estarlo. A un elemento se accede por la información contenida en un campo clave. Diferencias: En la primera clase importa en orden de llegada, mientras que en la segunda depende de la clave.

Pilas. Una pila es una lista ordinal en la que el modo de acceso a sus elementos es del tipo LIFO. Los añadidos y extracciones de elementos de una estructura se realizan solo por un extremo, luego el único elemento accesible de la pila es el que se encuentre en la cima. Esto exigirá que la manipulación sobre un elemento, necesite que el mismo ocupe la posición de cima. Sobre una estructura de tipo pila, surgen de forma natural las operaciones que permiten añadir elementos y quitar elementos.

Implementación utilizando tablas  Esta realización consiste en ir guardando consecutivamente los elementos de la pila en un vector de tamaño fijo. Un índice marcará la posición del último elemento que se ha añadido a la pila. Por tanto, las inserciones en la estructura se realizarán en la posición inmediatamente siguiente a la posición marcada como cima, pasando a ser esta nueva posición ocupada la nueva cima de la pila. El hecho de utilizar un vector para almacenar los elementos, puede conducir a la situación en que la pila esté llena, es decir, que no quepa ningún elemento más. Esto se producirá cuando el índice que señala la cima de la pila sea igual al tamaño del vector.

Otros Tipos De Listas Listas reorganizables.- Son aquellas listas en las que el último elemento consultado se sitúa al principio. Listas circulares.- En ellas el último elemento apunta al primero. Listas doblemente enlazadas.- Cada elemento tiene dos punteros, uno de los cuales apunta al elemento siguiente y otro al anterior. Listas circulares doblemente enlazadas

4. Árboles binarios.

Los árboles de grado 2 tienen una especial importancia. Se les conoce con el nombre de árboles binarios. Se define un árbol binario como un conjunto finito de elementos (nodos) que bien está vació o está formado por una raíz con dos árboles binarios disjuntos, llamados subárbol izquierdo y derecho de la raíz. En los apartados que siguen se considerarán únicamente árboles binarios y, por lo tanto, se utilizará la palabra árbol para referirse a árbol binario. Los árboles de grado superior a 2 reciben el nombre de árboles multicamino. Árbol binario de búsqueda.- Los árboles binarios se utilizan frecuentemente para representar conjuntos de datos cuyos elementos se identifican por una clave única. Si el árbol está organizado de tal manera que la clave de cada nodo es mayor que todas las claves su subárbol izquierdo, y menor que todas las claves del subárbol derecho se dice que este árbol es un árbol binario de búsqueda.

Ejemplo:

Operaciones básicas.- Una tarea muy común a realizar con un árbol es ejecutar una determinada operación con cada uno de los elementos del árbol.Esta operación se considera entonces como un parámetro de una taré más general que es la visita de todos los nodos o, como se denomina usualmente, del recorrido del árbol. Si se considera la tarea como un proceso secuencial, entonces los nodos individuales se visitan en un orden específico, y pueden considerarse como organizados según una estructura lineal. De hecho, se simplifica considerablemente la descripción de muchos algoritmos si puede hablarse del proceso del siguiente elemento en el árbol, según un cierto orden subyacente. Hay dos formas básicas de recorrer un árbol: El recorrido en amplitud y el recorrido en profundidad. Recorrido en amplitud.- Es aquel recorrido que recorre el árbol por niveles, en el último ejemplo sería: 12 – 8,17 – 5,9,15 Recorrido en profundidad.- Recorre el árbol por subárboles. Hay tres formas: Preorden, orden central y postorden. Preorden: Raiz, subárbol izquierdo y subárbol derecho. Orden central: Subarbol izquierdo, raiz, subarbol derecho. Postorden: Subarbol izquierdo, subarbol derecho, raiz.

Ejemplo: Preorden: 20 – 12 – 5 – 2 – 7 – 13 – 15 – 40 – 30 – 35 – 47 Orden central: 2 – 5 – 7 – 12 – 13 – 15 – 20 – 30 – 35 – 40 – 47 Postorden: 2 – 7 – 5 – 15 – 13 – 12 – 35 – 30 – 47 – 40 – 20 Ejemplo: Preorden: / + a b * c d Notación polaca Orden central: a + b / c * d Notación infija Postorden: a b + c d * / Notación polaca inversa

Estructura de datos Variables Las variables son estructura de datos usados para almacenar información. Hay dos tipos de información que puede ser almacenada: Números y texto. Antes de usar una variable ésta, deberá primero ser definida: Dim nombre_de_variable As Tipo Ejemplo: Dim precio As Long Dim nombre_de_articulo As String

Una vez que una variable se ha creado, se le puede asignar un valor. Para esto se usa el operador ' = '. En el primer ejemplo de abajo a una variable se le asigna un valor constante, mientras que en el segundo se le asigna el contenido de una variable multiplicada por 10. Ejemplo 1: precio = 29.95 Ejemplo 2: precio_total = precio * 10 El Alcance de una variable es definido como su rango de operación. Hay tres tipos de alcance en una variable:

1. Local – La variable solo puede ser usada en el procedimiento actual ( use Dim dentro del procedimiento requerido).
3. Módulo – La variables pueden ser accesadas desde cualquier procedieminento de la forma actual (use Dim dentro de la sección de Declaraciones Generales de la forma).
4. Global – Pueden ser accesados desde cualquier procedimiento y desde cualquier forma. (usa Global dentro de la sección de Declaraciones Generales de un módulo).

Variables Estáticas El declarar variables y arreglos como local en un procedimieneto/función es muy usado, porque esto minimíza los efectos extraños que pueden ocurrir cuando se usan variables globales. Sin embargo, cuando usamos una variable local en un procedimiento VB crea un espacio de memoria para mantener el valor de esta variable , esto sucede cuando lee el estatuto Dim, pero cuando llega al final del procedimiento (End Sub) VB libera el espacio asigndo para el valor de la variable local. Agrega el siguiente código a un botón de comando y observa que valores son impresos: Sub Command1_Click () Dim numero As Integer ' Crea una variable Local normal numero = numero + 1 Print numero End Sub

Después de dar clic varias veces al botón de comando deberás ver una columna de unos en el lado izquierdo de la forma. El valor nunca será arriba de uno a pesar de que el valor de la variable se incrementa en uno cada vez. Esto es porque cada vez que el procediemineto es llamado, haciendo clic en el botón, VB esta trabajan con una variable diferente. Esta tiene exactamente el mismo nombre en el programa pero es una variable completamente diferente. Para que esto no suceda así, introduce Staticen el lugar de Dim: Sub Command1_Click () Static numero As Integer ' Crea una variable estática local numero = numero + 1 Print numero End Sub

Ahora en vez de que el valor de la variable se pierda cuando el procedimiento termina, con este cambio (static) su valor permanecerá hasta que todo el programa termine. De esta manera, podemos ver una lista de números que se incrementan en uno cada vez que se le da clic al botón de comando. Nota: La nueva variable estática es una variable de alcance local, si cualquier procedimiento trata de accesar esta variable no prodrá lograrlo. Agrega a la forma un nuevo botón de comando, el cual deberá tener un nuevo procedimiento 'Click', y trata de corregir o imprimir el valor de la variable estática que contiene el primer botón. El contenido de un arreglo local, también puede mantenerse mientras el programa se ejecute. Para hacer esto agrega el estatuto 'Static' en lugar de 'Dim' como lo hicimos en el ejemplo de arriba. Static salarios(199) As Long

5. Variables Constantes

Las constantes son similares a una variable pero tienen un valor determinado que se mantiene igual en toda la ejecución del programa. El contenido de una varible puede cambiar tantas veces sea necesario. ¿Porque usar una constante si no puede cambiar de valor?. Hacemos esto cuando deseamos usar un mismo número o una palabra (string) varias veces. Por ejemplo, en un programa para calcular los impuestos de todo el año, deberá hacer referencia a un valor en varias partes del programa, que puede ser el por ciento de impuesto mensual con respecto a las ganancias. Par ello podemos usar una variable llamada IMP, que mantendrá el valor en el evento Form_Load. En el siguiente ejemplo definimos una contante llamada ' IMP ' y le asignamos el valor de 1.175. Ese es usado en estatuto Print con la variable pago_total para calcular la cantidad total a pagar. Note que en lugar de escribir 1.175 en la fórmula nos referimos a el nombre de la constante.

Ejemplo: Const IMP = 1.175 ' Declara y asigna un valor a la constante Dim pago_total As Currency ' Declara una variable local para almacenar el total a pagar pago_total = 560.95 Print "Total = "; pago_total * IMP Como las variables las constantes también tiene reglas de alcance. Hay constantes globales que pueden ser accesadas por cualquier módulo o cualquier forma del proyecto, las constantes de módulo solo son accesadas por la foma que los contiene, y las contantes locales son accesadas solamente por el objeto actual o procedimiento/función.

1. Local – usa 'Const' dentro del procedimiento requerido.
3. Módulo – usa 'Const' dentro de la sección deDeclaraciones Generales de una forma o módulo.
4. Global – usa 'Global Const' dentro de la sección deDeclaraciones Generales de un módulo (ésto es Module1.bas).

Arreglos (arrays) La variables son muy usadas para lamacenar pequeñas cantidades de información, pero no son convenientes para grandes cantidades de información muy similar. Por ejemplo, para almacenar los salarios de doscientos empleados, necesitaremos 200 variables diferentes. Una mejor forma de almacenar esta información será usra una estructura de datos llamada arreglos array. Un arreglo es similar a las celdas en un panal de abejas. Todo el arreglo tiene un nombre, y cada celda tiene una dirección. Para el problema de los salarios planteado arriba, un arreglo el cual tiene 200 elementos (celdas) , usaremos el comando Dim para cerar un nueva variable, pero marcaremos también el tamaño de esta variable . Dim nombre_del_arreglo (tamaño) [As Tipo] Ejemplo: Dim salarios(199) As Long En el ejemplo de arriba creamos un arreglo con 200 elementos. El tamaño marcado es de 199 porque por default VB empieza la numeración con 0. Si sabemos que el nombre 'Jaime ' es el empleado número 24 y tiene un salario de 25,000 pesos mensuales, podemos lintroducir esta cantidad en el arreglo de la siguiente forma: salarios(23) = 25000 Contrario a lo anterior, si deseamos saber cula es el salario del empleado número 189, podemos usar: lblvalor.Caption = salarios(188) Nota: En los dos ejemplos anteriores, para accesar un elemento es necesario colocar el número del elemento anterior (si deseamos el 150, pedimos el 149). esto es VB empieza un arreglo de 0, no de 1. Sin embargo VB pude ser forzado a empezar con 1, agregando el estatuto 'Option Base 1' en la sección de declaraciones generales de la forma o el módulo.

Autor:

Ist Cepea Lima – Perú Bermúdez Moncada, Isabel Chumpitaz Heirisman, Roel

Guevara Retamozo Miguel Salazar Beaumont Blanco, Enrique