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Filas
Vários slides foram adaptados de Nina Edelwais e Renata GalanteEstrutura de Dados – Série de Livros Didáticos - Informática - UFRGS
Prof Nádia Félix e Hebert CoelhoInstituto de Informática
UFG
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Filas
Operações válidas:
Criar uma fila vazia Inserir um nodo no final da fila Excluir o nodo do início da fila Consultar Destruir a fila
InserçõesExclusões
eConsultas
FinalInício
Filas
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Filas• A inserção de um item é feita de um lado da
fila, enquanto a retirada é feita do outro. – Primeiro a entrar, primeiro a sair: FIFO (First in
First Out)– Restrições quanto à manipulação:
inserções sempre no final, remoções sempre do início da fila;
• Exemplo:– Gerenciamento de documentos enviados para a
impressora
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Tipos de Filas
• Basicamente existem dois tipos de implementações para uma fila: – Alocação estática com acesso sequencial– Alocação dinâmica com acesso encadeado
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Filas
Filas implementadas por alocação estática
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Fila sequencial estática
• Definida utilizando alocação estática e acesso sequencial dos elementos
• Definida utilizando um array• Implementação em módulos, temos que o
usuário tem acesso a apenas um ponteiro do tipo fila– Isso impede o usuário de saber como foi
implementada a fila e limita o seu acesso a apenas às funções que manipulam o início e o final da fila.
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Fila SequencialFila *fi
3 1 3qtd início final
33 23 16dados
0 MAX-1
A principal vantagem de se utilizar um array na definição de uma fila estática éa facilidade de criar e destruir a fila. Já a sua principal desvantagem é a necessidade de definir previamente o tamanho do array e, consequentemente da fila.
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Definindo o tipo de fila sequencial estática
• Definir o tipo de dado que será armazenado• Ponteiro para a estrutura que define a fila• Conjunto de funções visíveis• FilaEstatica.h• FilaEstatica.c
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FilaEstatica.h
• O tamanho max do array utilizado na fila, representado pela constante MAX
• O tipo de dado que será armazenado na fila, struct aluno
• As funções disponíveis para se trabalhar com essa fila em especial
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FilaEstatica.c
• As chamadas às bibliotecas necessárias à implementação da fila
• A definição do tipo que descreve o funcionamento da fila, struct fila
• As implementações das funções definidas no arquivo FilaEstatica.h
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Note que
• O nosso tipo fila possui quatro campos:– início– final– qtd– array do tipo struct aluno, que é o tipo de dado a
ser armazenado
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FilaEstatica.h
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FilaEstatica.c
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Criando uma fila
Fila *fi
0 0 0qtd início final
dados
0 MAX-1
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Destruindo a Fila
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Tamanho da Fila
Fila *fi
0 0 0qtd início final
dados
0 MAX-1
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Fila Cheia
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Fila Vazia
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Inserindo um elemento na fila
33 23 16Dados
MAX-10
3
Qtd 12 aluno
0
inicio
3
fim
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Inserindo um elemento na fila
33 23 16Dados
MAX-10
4
Qtd 12 al
0
inicio
4
fim
12
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Inserindo um elemento na fila
23 16 18Dados
MAX-10
3
Qtd 12 al
1
inicio
MAX-1
fim
A operação de resto da divisãoé usada para simular uma fila circular. Assim, ao chegar à posição MAX (que não existeno array), assim o final será colocado na posição ZERO
….
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Removendo um elemento da fila
33 23 16Dados
MAX-10
514
12
qtd inicio fim
fi
23 16Dados
MAX-10
523
12
qtd inicio fim
fi
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Removendo um elemento da fila
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Consultando o elemento no início da fila
• Em uma lista, pode-se acessar e recuperar as informações contidas em qualquer um dos seus elementos
• Já na fila, podemos acessar as informações apenas no elemento no início da fila.
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Consultando o elemento no início da fila
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Análise da complexidade
• Operações de Inserção, remoção e consulta envolvem apenas a manipulação de alguns índices, independentemente do número de elementos na fila.– Complexidade das operações é O(1)
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Filas
Filas implementadas por encadeamento
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InserçõesExclusões e
Consultas
FinalInicio
F1 FnF3F2
Filas implementadas por encadeamentoFilas por encadeamento
Info prox
Para acessar o último nodo, é necessário percorrer toda a fila a partir do primeiro nodo
qtdfiminicioFila *fi;
dados
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Operações sobre Filasimplementadas por encadeamentocom descritor
Criar uma fila vazia Inserir um nodo no final da fila Excluir o nodo do início da fila Consultar / modificar nodo do início da fila Destruir a fila
Filas por encadeamento
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Definindo o tipo fila dinâmica encadeada• FilaDin.h
– Tipo de dado que será armazenado na fila, struct aluno
– struct fila– Os protótipos das funções
• FilaDin.c– As chamadas às bibliotecas necessárias– A definição do tipo que descreve cada elemento
da fila– A definição do nó descritor– A implementação das funções
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FilaDin.h
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FilaDin.c
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Criando uma fila
Início Final Qtd = 0
NULL
FILA *fi;
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Destruindo uma fila
26/10/17 Estrutura de Dados - Listas - Aula 2 34
início final qtd = 2li
33 23
NULL
início final qtd = 1li
33 23
NULL
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26/10/17 Estrutura de Dados - Listas - Aula 2 35
início final qtd = 2li
33 23
NULL
início final qtd = 2li
33 23
NULL
Destruindo uma fila
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26/10/17 Estrutura de Dados - Listas - Aula 2 36
início final qtd = 2li
33 23
NULL
início final qtd = 2li
33 23
NULL
Destruindo uma fila
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Libera_fila
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Tamanho da fila
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Fila cheia
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Fila Vazia
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FILA *fi
FILA *fi Inicio fim qtd
/
FILA *fi
Filas por encadeamento
Inserção de um nodo na fila encadeada
FILA *fi
Inicio fim qtd
Inicio fim qtd
Inicio fim qtd
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Inserção de um nodo na fila encadeada
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FILA *fi
/
FILA *fi
/
Filas por encadeamento
Remoção de um nodo de fila encadeada
FILA *fi
/
FILA *fi
Inicio fim qtd
Inicio fim qtd Inicio fim qtd
Inicio fim qtd
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Removendo um elemento da fila
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FILA *fi Inicio Final qtd
/?
Filas por encadeamento
Consultando um nodo de fila encadeada
Só o nodo do início da fila pode ser acessado
Acessado diretamente pelo endereço no descritor
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Consulta Fila
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Análise de complexidade
• Inserção, remoção e consulta envolvem apenas a manipulação de ponteiros, independentemente do número de elementos na fila.– A complexidade das operações O(1)
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Exercício
• Crie uma função que imprima os elementos de uma fila
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Exercício
• Crie uma função que imprima os elementos de uma fila
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Exercício• Crie uma função que imprima os elementos de
uma fila