Introducción
Todas las variables que se han considerado hasta ahora son de tipo simple.
Una variable de tipo simple consiste de una sola caja de memoria y sólo puede
contener un valor cada vez. Una variable de tipo estructurado consiste en toda
una colección de casillas de memoria. Los tipos de datos estudiados: entero,
real, alfabético son considerados como datos de tipo simple, puesto que una
variable que se define con alguno de estos tipos sólo puede almacenar un valor
a la vez, es decir, existe una relación de uno a uno entre la variable y el
número de elementos (valores) que es capaz de almacenar. En cambio un dato de
tipo estructurado, como el arreglo, puede almacenar más de un elemento (valor)
a la vez, con la condición de que todos los elementos deben ser del mismo tipo,
es decir, que se puede tener un conjunto de datos enteros, reales, etc.
Datos estructurados:
Estructura de Datos es una colección de datos que se caracterizan por su
organización y las operaciones que se definen en ella. Los datos de tipo
estándar pueden ser organizados en diferentes estructuras de datos: estáticas y
dinámicas.
Estructura de Datos estáticas:
Son aquellas en las que el espacio ocupado en memoria se define en tiempo de
compilación y no puede ser modificado durante la ejecución del programa.
Corresponden a este tipo los arrays y registros
Estructuras de Datos Dinámicas:
Son aquellas en las que el espacio ocupado en memoria puede ser modificado en
tiempo de ejecución. Corresponden a este tipo las listas, árboles y grafos .
Estas estructuras no son soportadas en todos los lenguajes. La elección de la
estructura de datos idónea dependerá de la naturaleza del problema a resolver
y, en menor medida, del lenguaje. Las estructuras de datos tienen en común que
un identificador, nombre, puede representar a múltiples datos individuales.
Arrays:
Un arreglo (array) es una colección de datos del
mismo tipo, que se almacenan en posiciones consecutivas de memoria y reciben un
nombre común. Para referirse a un determinado elemento de un array se deberá utilizar un índice, que especifique su
posición relativa en el array. Un arreglo es una
colección finita, homogénea y ordenada de elementos. Finita:Todo
arreglo tiene un límite; es decir,debe determinarse
cuál será el número máximo de elementos que podrán formar parte del arreglo. Homogénea:
Todos los elementos del arreglo deben ser del mismo tipo. Ordenada: Se
puede determinar cuál es el primer elemento, el segundo, el tercero,.... y el
n-ésimo elmento.
Los arreglos se clasifican de acuerdo con el número de dimensiones que
tienen. Así se tienen los:
- Unidimensionales (vectores)
- Bidimensionales (tablas o matrices)
- Multidimensionales (tres o más dimensiones)
PROBLEMA.
Suponga que se desea desarrollar un programa para:
1.Leer una lista de calificaciones de un examen
2.Encontrar su media
3.Escribir una lista de las calificaciones mayores que la media
4.Ordenar la lista de las calificaciones en orden ascendente.
Supongamos también que hay 100 calificaciones. Debemos utilizar 100
variables diferentes nota1, nota2, ...., nota100, de ese modo son 100
direcciones diferentes de memoria para almacenar las calificaciones del examen.
Se imagina declarar las 100 variables, ¿cuántas instrucciones involucra?
Var Nota1,nota2,nota3,.........nota100: entero
(En la declaración real de un programa no pueden usarse puntos suspensivos, por
lo tanto serán 100 veces) . En la fase de lectura de datos, serán también 100
veces las instrucciones para ir leyendo cada valor. Leer (nota1,
nota2,nota3,........., nota100)
Para calcular la media:
Media ¬(nota1+nota2+.......+nota100)/100
Para la lista de calificaciones mayores que la media, deberá también irse
comparando una por una:
Si nota1 > media entonces
escribir (nota1)
Fin_si
Si nota2 > media entonces
escribir (nota2)
Fin_si
Si nota100 > media entonces
escribir (nota100)
Fin_si
Y después de más de 450 líneas de código..... ¡Falta ordenar la lista de
calificaciones en orden ascendente!
Después que aprendas a usar arreglos verás cómo se ahorra instrucciones porque
es fácil recorrer toda la lista de notas con unas pocas instrucciones. En el
caso anterior, cuando el acceso a la información es secuencial, sólo se puede
acceder a un elemento buscando desde el principio de la lista, y esto es algo
lento. Lo que se necesita es una estructura de acceso directo que permita
almacenar y recuperar los datos directamente especificando su posición en la
estructura, de esa manera se requerirá el mismo tiempo para acceder al elemento
de la posición 100 que el de la posición 5.
También preferiremos que esta estructura se almacene en memoria principal
para que su almacenaje y recuperación sea más rápida. Es por ello que existen
los arreglos, que están organizados en una secuencia de elementos, todos del
mismo tipo y se puede acceder a cada elemento directamente especificando su
posición en esta secuencia.
Arreglos Unidimensionales:
Están formados por un conjunto de elementos de un mismo tipo de datos que se
almacenan bajo un mismo nombre, y se diferencian por la posición que tiene cada
elemento dentro del arreglo de datos. Al declarar un arreglo, se debe
inicializar sus elementos antes de utilizarlos. Para declarar un arreglo tiene
que indicar su tipo, un nombre único y la cantidad de elementos que va a
contener. Por ejemplo, las siguientes instrucciones declaran tres arreglos
distintos:
Float costo_partes[50];
Para acceder a valores específicos del arreglo, use un valor de índice que
apunte al elemento deseado. Por ejemplo, para acceder al primer elemento del
arreglo calificaciones debe utilizar el valor de índice 0 (calificaciones[0]).
Los programas en C++ siempre indizan el primer
elemento de un arreglo con 0 y el último con un valor menor en una unidad al
tamaño del arreglo.
Inicialización y asignación de valores
Como se decía anteriormente, antes de utilizar un arreglo es necesario
inicializarlo:
Calificaciones[0];
Para inicializar todos los elementos de una vez, se colocan dentro de una
estructura for que va del primer elemento al último
que contiene el arreglo. Para asignar un valor a un elemento del arreglo se
hace por ejemplo:
Calificaciones[0] ¬100;
Cuando se usan arreglos, una operación común es usar una variable índice
para acceder a los elementos de un arreglo. Suponiendo que la variable índice I
contiene el valor 3, la siguiente instrucción asigna el valor 400 a valores[3]:
valores[I] ¬ 400;
Partes de un arreglo:
Los componentes. Hacen referencia a los elementos que forman el arreglo, es
decir, a los valores que se almacenan en cada una de las casillas del mismo.
Los índices. Permiten hacer referencia a los componentes del arreglo en forma
individual, especifican cuántos elementos tendrá el arreglo y además, de qué
modo podrán accesarse esos componentes.
Definición de Arreglos:
ident_arreglo = arreglo[liminf
.. Limsup] de tipo Operaciones con Vectores:
Las operaciones que se pueden realizar con vectores durante el proceso de
resolución de un problema son:
· Lectura/ escritura
· Asignación
· Actualización(inserción, eliminación, modificación)
· Recorrido (acceso secuencial)
· Ordenación
· Búsqueda
Ejemplos:
Sea arre un arreglo de 70 elementos enteros con índices enteros. Su
representación nos queda:
Ejemplos:
Sea bool un arreglo de 26 elementos booleanos con índices de tipo caracter.
Su representación nos queda:
Bool = arreglo["a".."z"] de booleanos
Número total de elementos:
NTE= (ord("z")-ord("a"))
+ 1 = 122-97+1 = 26 elementos
Lectura
El proceso de lectura de un arreglo consiste en leer y asignar un valor a cada
uno de sus elementos. Normalmente se realizan con estructuras repetitivas,
aunque pueden usarse estructuras selectivas. Usamos los índices para recorrer
los elementos del arreglo:
desde i = 1 hasta 70 hacer
leer ( arre[i])
fin_desde
Escritura:
Es similar al caso de lectura, sólo que en vez de leer el componente del
arreglo, lo escribimos.
leer
(N)
desde
i = 1 hasta N hacer
escribir (arre[i])
fin_desde
Asignación:
No es posible asignar directamente un valor a todo el arreglo; sino que se debe
asignar el valor deseado en cada componente. Con una estructura repetitiva se
puede asignar un valor a todos los elementos del vector.
Por ejemplo:
arre[1] ¬120 (asignación
de un valor constante único a una casilla del vector)
arre[3] ¬arre[1]
/ 4 (asignar una operación)
Se puede asignar un valor constante a todos los elementos del vector:desde i = 1 hasta 5 hacer
arre[i] ¬3
fin_desde
O bien
arre ¬3
(con arre del tipo arreglo)
Inicialización
Para inicializar con cero todos los elementos del arreglo:
desde i = 1
hasta 70 hacer
arre[i] ¬ 0
fin_desde
Acceso Secuencial. (Recorrido)
El acceso a los elementos de un vector puede ser para leer en él o para
escribir (visualizar su contenido). Recorrido del vector es la acción de
efectuar una acción general sobre todos los elementos de ese vector.
Actualización.
Incluye añadir (insertar), borrar o modificar algunos de los ya existentes. Se
debe tener en cuenta si el arreglo está o no ordenado. Añadir datos a un vector
consiste en agregar un nuevo elemento al final del vector, siempre que haya
espacio en memoria.
Investigue cómo insertar o eliminar elementos en un arreglo:
a) Ordenado
b) No ordenado