Tema 1 - Introduccion

Tema 1: Introduccin

Tema 2: rboles genricos

Tema 3: Grafos

Tema 4: Mapas y Diccionarios

Tema 5: rboles de bsqueda

Tema 6: ndices

1

Bloque 1

Bloque 2

Bloque 3

Tema 0: Data Structures & Algorithms in Java (Temas: 1,2,3,4)

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Resumen

Invariantes de las ED, operaciones soportadas,

complejidad de las mismas, posibles

Implementacin en Java

Genericidad

Collections

JUnit

Framework para la generacin de test

Objetivos

Dado un problema, identificar la estructura de datos ms adecuada

Uso de las estructuras de datos disponibles en el framework Collections

Definir casos de prueba JUnit para verificar de manera sistemtica el correcto funcionamiento de nuestro cdigo

Cualquier estructura que permite almacenar datos

durante la ejecucin de un programa

Se puede hablar de:

ED dinmicas o estticas

Su uso de memoria puede cambiar (o no) durante la ejecucin de un

programa

ED lineales o no lineales

Cada elemento tiene a lo sumo dos vecinos, uno que le precede y otro que

le sigue. nicamente es posible un tipo de recorrido (en dos sentidos).

Operaciones sobre las estructuras de datos, dos tipos:

Consulta: search, minimum, maximum, sucessor, predecessor

Modificacin: insert, delete

Es un modelo matemtico que permite definir un tipo de

datos junto con las funciones que operan sobre l

La mayora de los actuales lenguajes de programacin

permiten implementar TADs mediante el uso de clases

Las clases definen propiedades (representacin interna

del TAD) y mtodos (operaciones soportadas por el

TAD)

Las instancias de un TAD

son los objetos de una clase

LinkedList

- head: Node

- size : int

+ size (): int

+ isempty (): bool

+ add ( index:int , value:E )

+ remove ( index:int ):E

+ get ( index:int ):E

E

Coleccin de elementos homogneos dispuestos en

orden tal que se recuperan en orden inverso a como se

introdujeron (poltica LIFO)

Dos posibles implementaciones:

Mediante vectores: ArrayStack

2 8 3 5

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

top = 4, MAX_SIZE = 10

2 8 3 5 9

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9


2 8 3 5 9

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9


push (9)

pop()


orden tal que se recuperan en orden inverso a como se

introdujeron (poltica LIFO)


Mediante referencias: LinkedStack

5 3 8

top

2

5 3 8

top

2 9

5 3 8

top

2 9

push (9)

pop()

size = 4

size = 5

size = 4

Operaciones soportadas

size () , isEmpty ()

top()

push (), pop ()

Operacin Salida Stack

push (5) - (5)

push (3) - (3,5)

pop() 3 (5)

push (7) - (7,5)

pop() 7 (5)

top() 5 (5)

pop() 5 ()

pop() Error ()

isEmpty () true ()

Complejidad de cada operacin?

Vara de una implementacin a otra?


orden tal que se recuperan en igual orden a como se

introdujeron (poltica FIFO)


Mediante vectores: ArrayQueue

3 7 11 2 7 3

0 1 2 3 4 5 6

head = 0, tail = 6, MAX_SIZE = 7

3 7 11 2 7 3

0 1 2 3 4 5 6

3 7 11 2 7 3 9

0 1 2 3 4 5 6

dequeue ()

enqueue (9)




orden tal que se recuperan en igual orden a como se

introdujeron (poltica FIFO)


Mediante referencias: LinkedQueue

dequeue ()

enqueue(9)

7 11 2

head

7 3 size = 5 3

7 11 2

head

7 3 size = 6 3

tail

tail

11 2 7

head

3 7 size = 6

9

tail

Operaciones soportadas

size () , isEmpty ()

front (), back()

enqueue (E e), dequeue ()

Diferentes tipos:

Cola circular, con doble puntero a cabecera y final (dequeue),

colas de prioridad (priorityqueue

Operacin Salida queue

enqueue (5) - (5)

enqueue (3) - (3, 5)

dequeue () 5 (3)

enqueue (7) - (7,3)

dequeue () 3 (7)

front () 7 (7)

dequeue () 7 ()




orden

Cualquier elemento tiene un predecesor (excepto el primero) y

un sucesor (excepto el ltimo)


Mediante vectores: ArrayList

Ventajas: acceso directo O(1), insercin y borrado por cabecera O(1)

Inconvenientes: insercin y borrado en otro caso O(n), capacidad fija

2 8 3 5 6 7 9 2

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 head = 7 MAX_SIZE = 10

2 8 3 5 6 7 9 2

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

head = 8 MAX_SIZE = 10

add( 9, 7)

2 9 8 3 5 6 7 9 2

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9


orden

Cualquier elemento tiene un predecesor (excepto el primero) y

un sucesor (excepto el ltimo)


Mediante referencias: DoubleLinkedList

Ventajas: insercin y borrado (principio y final) O(1)

Inconvenientes: acceso secuencial O(n)

3 5 8 6

head tail

Operaciones soportadas: addFirst (E e), addLast (E e), add ( E e, int index )

removeFirst (), removeLast (), remove ( int index )

clear ()

isEmpty (), size ()

getFirst (), getLast (), get ( int )

contains (E e)



Operacin Salida List

add(5) - (5) add(3) - (5,3) add(9) - (5,3,9)

addLast (7) - (5,3,9,7) remove (3) 9 (5,3,7)

contains (10) false (5,3,7) get (1) 5 (5,3,7)

getLast () 7 (5,3,7) clear () - ()

Operaciones soportadas: addFirst (E e), addLast (E e), add ( E e, int index )

removeFirst (), removeLast (), remove ( int index )

clear ()

isEmpty (), size ()

getFirst (), getLast (), get ( int )

contains (E e)

Diferentes tipos de listas

Simplemente enlazadas, doblemente enlazadas, ordenadas,



Implementar en Java el TAD ListaFlotantes (FloatList)

Definir un conjunto de clases que permitan trabajar con los dos

tipos de implementaciones vistas:

FloatArrayList

FloatLinkedList

Tipo de lista: simple

Insercin y borrado por cabecera

Operaciones:

size () , isempty ()

add () , remove ()

get ()

search () , contains ()

7 1 2

head

7 3 3

3 7 11 2 7 3

0 1 2 3 4 5 6


1

1

FloatNode

- next : FloatNode

- element : Float

+ setElement ( e:Float )

+ setNext ( node:FloatNode )

+ getElement (): Float

+ getNext (): FloatNode

FloatList

+ size (): int

+ isempty (): boolean

+ add( value:Float )

+ add ( index:int , value:Float )

+ remove (): Float

+ remove ( index:int ): Float

+ get (): Float

+ get ( index:int ): Float

+ search ( value:Float ): int

+ contains ( value:Float ): boolean

FloatLinkedList

- head: FloatNode

- size: int

FloatArrayList

???????

1

1

FloatNode

- next : Node

- element : Float

+ setElement ( value:Float )

+ setNext ( node:Node )


+ getNext (): Node

FloatList

+ size (): int

+ isempty (): bool



+ remove (): Float


+ get (): Float



FloatLinkedList

- head: Node

- n: int

FloatArrayList

???????

Solucin?

Inconveniente: capacidad fija

1

1

FloatNode

- next : FloatNode

- element : Float

+ setElement ( e:Float )

+ setNext ( node:FloatNode )


+ getNext (): FloatNode

FloatList

+ size (): int

+ isempty (): boolean



+ remove (): Float


+ get (): Float



+ contains ( value:Float ): boolean

FloatLinkedList

- head: FloatNode

- size: int

FloatArrayList

???????

Hemos realizado algn tipo de prueba

que nos permita garantizar que el

comportamiento de nuestra ED es el

esperado?

Cmo compruebo el correcto funcionamiento de una

clase en Java?

Mediante un programa principal main ?

Mayor interfaz de la clase, mayor ser mi programa principal

Fallo en la ejecucin de mi programa:

La ejecucin para en el primer fallo

Qu mtodo fallo realmente?

El resto funcionan como esperaba?, tambin estn fallando?

Qu % de mi cdigo cubre mi programa principal de prueba?

Pruebas unitarias

Permiten validar los componentes (mdulos) de un sistema por separado

En OO se realizan pruebas a nivel de clase

Habitualmente, una prueba unitaria comprueba el correcto funcionamiento de un

mtodo en un contexto determinado

Diferentes herramientas que automatizan su ejecucin

Actionscript (FlexUnit)

Ada (AUnit)

C (CUnit)

C# (NUnit)

C++ (CPPUnit)

Fortran (fUnit)

Delphi (DUnit)

Free Pascal (FPCUnit)

JavaScript (JSUnit)

Objective-C (OCUnit)

Perl (Test::Class y Test::Unit)

PHP (PHPUnit)

Python (PyUnit)

R (RUnit)

Haskell (HUnit)

Qt (QTestLib)

Framework que permite definir y ejecutar pruebas

unitarias en Java

Desarrollado por Erich Gamma y Kent Beck

Se basa en el uso de aserciones (assert ) para

caracterizar los resultados de la prueba

El framework reside bajo los paquetes:

junit.framework para JUnit 3.8 y anteriores

org.junit para JUnit 4 en adelante

Integrado en diferentes IDEs

Definir un conjunto de pruebas unitarias que permitan

comprobar el correcto comportamiento de la ED FloatArrayList

public class FloatArrayListTest {

@Test public void testSize () { } @Test public void testIsEmpty () { } @Test public void testAddFloat () { } @Test public void testAddIntFloat () { }

}

@Test public void testAddFloat () {

final int SIZE = 100; FloatArrayList list = new FloatArrayList (SIZE); list.add ( new Float (3.0)); list.add ( new Float (4.0)); list.add ( new Float (5.0)); assertEquals (5.0, list.get (). floatValue (), 0.0 ); list.remove (); assertEquals (4.0, list.get (). floatValue (), 0.0 ); list.remove (); assertEquals (3.0, list.get (). floatValue (), 0.0 );

}

Test mediante uso de aserciones

Test mediante uso de aserciones

http://junit.sourceforge.net/javadoc/org/junit/Assert.html

assertXXX (mensaje, valor_esperado , valor_obtenido )

Assert Comprueba

assertTrue ( msg, b) b es cierto

assertFalse ( msg, b) b es falso

assertEquals (msg,v1,v2) v1=v2

assertEquals (msg,v1,v2, e) |v1 - v2|

@Test( expected =FullArrayException. class ) public void testFullArrayException () {

final int SIZE = 10; FloatArrayList list = new FloatArrayList (SIZE); for ( int i = 0; i

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