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Estrutura de dados usando C - CIn UFPE

MAKRONB ooksEstruturas de DadosUsando CEDITORA AFILIADAMAKRONB ooksEstruturas de DadosUsando CAaron Ai Tenenbaum, Yedidyah Langsam,Moshe J. AugensteinTradu oTeresa Cristina F lix de SouzaRevis o T cnica e Adapta o dos ProgramasRoberto Carlos MayerProfessor do Departamento de Ci ncia da Computa oda Universidade de S o PauloDiretor da MBI Mayer & Bunge Inform tica S/C LtdaMAKRON Books do Brasil Editora o PauloRua Tabapu , 1348 Itaim BibiCEP 04533-004(011) 829-8604 e (011) 820-6622 Rio de Janeiro Lisboa Bogot Buenos Aires Guatemala Madrid M xico New York Panam San Juan SantiagoAuckland Hamburg Kuala Lumpur London Milan Montreal New Delhi Paris Singapore Sydney Tokyo TorontoDo originalData Structures Using CCopyright 1989 by Prentice Hall, em ingl s publicado pela McGraw-Hill, 1995 da MAKRON Books do Brasil Editora ]Todos os direitos para a l ngua portuguesa reservados pela MAKRON Books do BrasilEditora parte desta publica o poder ser reproduzida, guardada pelo sistema "retrieval"ou transmitida de qualquer modo ou por qualquer outro meio, seja este eletr nico, mec nico,de fotoc pia, de grava o, ou outros, sem pr via autoriza o, por escrito, da : MILTON MIRA DE ASSUMP O FILHOG erente Editorial: Daisy

Introdução às Estruturas de Dados 1.1 Informações e Significado Inteiros Binários e Decimais Números Reais Strings de Caracteres Hardware & Software 0 Conceito de Implementação ... Coleta de Lixo Algoritmos para Coleta de Lixo Coleta e Compactação Variações da Coleta de Lixo 708 710 715 719 722 723 728 729 733 737 740 740 742 745 ...

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1 MAKRONB ooksEstruturas de DadosUsando CEDITORA AFILIADAMAKRONB ooksEstruturas de DadosUsando CAaron Ai Tenenbaum, Yedidyah Langsam,Moshe J. AugensteinTradu oTeresa Cristina F lix de SouzaRevis o T cnica e Adapta o dos ProgramasRoberto Carlos MayerProfessor do Departamento de Ci ncia da Computa oda Universidade de S o PauloDiretor da MBI Mayer & Bunge Inform tica S/C LtdaMAKRON Books do Brasil Editora o PauloRua Tabapu , 1348 Itaim BibiCEP 04533-004(011) 829-8604 e (011) 820-6622 Rio de Janeiro Lisboa Bogot Buenos Aires Guatemala Madrid M xico New York Panam San Juan SantiagoAuckland Hamburg Kuala Lumpur London Milan Montreal New Delhi Paris Singapore Sydney Tokyo TorontoDo originalData Structures Using CCopyright 1989 by Prentice Hall, em ingl s publicado pela McGraw-Hill, 1995 da MAKRON Books do Brasil Editora ]Todos os direitos para a l ngua portuguesa reservados pela MAKRON Books do BrasilEditora parte desta publica o poder ser reproduzida, guardada pelo sistema "retrieval"ou transmitida de qualquer modo ou por qualquer outro meio, seja este eletr nico, mec nico,de fotoc pia, de grava o, ou outros, sem pr via autoriza o, por escrito, da : MILTON MIRA DE ASSUMP O FILHOG erente Editorial: Daisy Pereira DanielProdutora Editorial.

2 M nica Franco JacinthoProdutor Gr fico: Jos RodriguesEditora o Eletr nica e Fotolitos: Inform tica Internacionais de Cataloga o na Publica o (CIP)(C mara Brasileira do Livro, SP, Brasil)Tenenbaum, Aaron de dados usando C / Aaron M. Tenenbaum,Yedidyah Langsam, Moshe J. Augenstein ; tradu oTeresa Cristina F lix de Souza ; revis o t cnica eadapta o dos programas Roberto Carlos Mayer. S o Paulo : MAKRON Books, 85-346-0348-01. C (Linguagem de programa o para computadores)2. dados - Estruturas (Ci ncia da computa o)I. Langsam, Yedidyah, 1952- II. Augenstein, MosheJ., 1947- III. T ndices para cat logo sistem tico:1. dados : Estruturas : Processamento de Estruturas de dados : Processamento de minha esposa, Miriam (AT)A minha esposa, Vivienne Esther (YL)A minha filha, Chaya (MA)MAKRONB ooksSum rioPref cioXVII1. Introdu o s Estruturas de Informa es e SignificadoInteiros Bin rios e DecimaisN meros ReaisStrings de CaracteresHardware & Software0 Conceito de Implementa oUm ExemploTipos de dados AbstratosSeq ncias Como Defini es de ValoresUm TDA para Strings de Caracteres de Tamanho Vari velTipos de dados em CPonteiros em C Estruturas de dados e CExerc Vetores em C0 Vetor Como um TDAU sando Vetores Unidimensionais.

3 114679111218232527273032343637 VIIVIII Estruturas de dados usando CImplementando Vetores UnidimensionaisVetores Como Par metrosStrings de Caracteres em COpera es com Strings de CaracteresVetores BidimensionaisVetores MultidimensionaisExerc Estruturas em CImplementando EstruturasUni esImplementa o de Uni esPar metros de EstruturaRepresentando Outras Estruturas de DadosN meros RacionaisAloca o de Armazenamento e Escopo de Vari veisExerc cios2. A Defini o e ExemplosOpera es PrimitivasUm ExemploA Pilha Como um Tipo de Dado AbstratoExerc Representando Pilhas em CImplementando a Opera o POPV erificando Condi es ExcepcionaisImplementando a Opera o PushExerc Um Exemplo: Infixo, Posfixo e PrefixoDefini es B sicas e ExemplosAvaliando uma Express o PosfixaPrograma para Avaliar uma Express o PosfixaLimita es do ProgramaConvertendo uma Express o da Forma Infixa para a Posf xalPrograma para Converter uma Express o da Forma Infixa na Forma Posfixa.

4 Exerc rio IX3. Defini es Recursivas e ProcessosA Fun o FatorialMultiplica o de N meros NaturaisA Seq ncia de FibonacciA Busca Bin riaPropriedades das Defini es ou Algoritmos RecursivosExerc Recursividade em CFatorial em COs N meros de Fibonacci em CBusca Bin ria em CCadeias RecursivasDefini o Recursiva de Express es Alg bricasExerc Escrevendo Programas Recursivos0 Problema das Torres de HanoiConvers o da Forma Prefixa para a Posfixa usando RecursividadeExerc Simulando a RecursividadeRetorno de uma Fun oImplementando Fun es RecursivasSimula o de FatorialAprimorando a Rotina SimuladaEliminando GotosSimulando as Torres de HanoiExerc Efici ncia da RecursividadeExerc cios4. Filas e A Fila e sua Representa o Seq encialA Fila Como um Tipo de Dado AbstratoImplementa o de Filas em C132132133136137138142143145145150152154 1551591621641711761801821841851901921952 02204206207207209X Estruturas de dados usando CA Opera o InsertA Fila de PrioridadeImplementa o em Vetor de uma Fila de PrioridadeExerc Listas LigadasInserindo e Removendo N s de uma ListaImplementa o Ligada de PilhasAs Opera es Getnode e FreenodeImplementa o Ligada de FilasListas Ligadas Como Estrutura de DadosExemplos de Opera es de ListaImplementa o em Lista de Filas de PrioridadeN s de Cabe alhoExerc Listas em CImplementa o de Listas em Vetor.

5 Limita es da Implementa o em VetorAlocando e Liberando Vari veis Din micasListas Ligadas usando Vari veis Din micasFilas Como Listas em CExemplos de Opera es de Listas em CListas N o-Inteiras e N o-Homog neasComparando a Implementa o em Vetor e a Din mica de ListasImplementando N s de Cabe alhoExerc cios , Um Exemplo: Simula o usando Listas Ligadas0 Processo de Simula oEstruturas de Dados0 Programa de Simula oExerc Outras Estruturas de ListaListas CircularesA Pilha Como uma Lista CircularA Fila Como uma Lista CircularOpera es Primitivas Sobre Listas Circulares0 Problema de Josephus21521621822022322523023123323523 8241241244245245249250256258260262264265 265268269271272276279279281282283285 Sum rio XIN s de Cabe alhoSoma de Inteiros Positivos Longos usando Listas CircularesListas Duplamente LigadasSoma de Inteiros Longos usando Listas Duplamente LigadasExerc cios5.

6 Rvores Bin riasOpera es Sobre rvores Bin riasAplica es de rvores Bin riasExerc Representa es de rvores Bin riasRepresenta o de N s de rvores Bin riasN s Internos e ExternosRepresenta o Impl cita em Vetores de rvores Bin riasEscolhendo uma Representa o de rvore Bin riaPercursos de Arvores Bin rias em C rvores Bin rias EncadeadasPercurso usando um Campo Father rvores Bin rias Heterog neasExerc Um Exemplo: o Algoritmo de Huffman0 Algoritmo de HuffmanUm Programa em CExerc Representando Listas Como rvores Bin riasLocalizando o K simo Elemento Eliminando um ElementoImplementando Listas Representadas Por Arvores em CConstruindo uma Lista Representada Por rvoreRevisitando o Problema de JosephusExerc rvores e Suas Aplica esRepresenta es de rvores em C Percurso de rvores2872882912943003033033113123183203 2032432533033133534034334635035335536036 1364366371374376377378381385 XII Estruturas de dados usando CExpress es Gerais Como rvoresAvaliando uma rvore de Express esConstruindo uma rvoreExerc Um Exemplo: rvores de JogosExerc cios6.

7 Classifica Vis o GlobalConsidera es Sobre a Efici nciaNota o 0 Efici ncia da Classifica oExerc Classifica es Por TrocaClassifica o Por BolhaQuicksortEfici ncia do QuicksortExerc Classifica o Por Sele o e Por rvoreClassifica o de Sele o DiretaClassifica es por Arvore Bin ria ..HeapsortO Heap Como uma Fila de PrioridadeClassifica o usando um HeapO Procedimento HeapsortExerc Classifica es Por Inser oInser o SimplesClassifica o de ShellClassifica o por C lculo de Endere oExerc cios , Classifica es por Intercala o e de RaizO Algoritmo de Cook-KimClassifica o de Ra zesExerc rio XIII7. Opera o de T cnicas B sicas de Pesquisa0 Dicion rio Como um Tipo de Dado AbstratoNota o Algor tmicaOpera o de Busca Seq encialEfici ncia da Opera o de Busca Seq encialReoordenando uma Lista para Obter a Efici ncia M xima de BuscaOpera o de Busca Numa Tabela OrdenadaA Busca Seq encial IndexadaA Busca BinariaBusca por Interpola oExerc Busca em rvoresInser o Numa rvore de Busca BinariaElimina o Numa Arvore de Busca BinariaEfici ncia das Opera es de Arvore de Busca BinariaEfici ncia das Arvores de Busca Binaria N o-Uniformes rvores de Busca timas rvores BalanceadasExerc rvores de Busca Geral rvores de Busca MultidirecionaisPesquisando uma rvore MultidirecionalImplementando uma rvore MultidirecionalPercorrendo uma rvore MultidirecionalInser o Numa rvore de Busca Multidirecional rvores-BAlgoritmos para a Inser o

8 Na Arvore-BComputando Father e IndexElimina o em rvores de Busca MultidirecionaisEfici ncia das rvores de Busca MultidirecionaisAprimorando a Arvore-B rvores-B rvores de Busca DigitaisTries486486488490491493495497498 5015045065105135145175215235265355375375 41542545548554563566571576580585587593 XIV Estruturas de dados usando CExerc EspalhamentoSolucionando Colis es de Espalhamento Com o Endere amento aBerto .Eliminando Itens de uma Tabela de espalhamentoEfici ncia dos M todos de Recomprova oReordenamento da Tabela de EspalhamentoM todo de BrentEspalhamento em rvore Bin riaAperfei oamentos Com Mem ria AdicionalEspalhamento CombinadoEncadeamento SeparadoEspalhamento em Armazenamento ExternoO M todo SeparadorEspalhamento Din mico e Espalhamento Extens velEspalhamento LinearSelecionando uma Fun o de EspalhamentoFun es de Espalhamento PerfeitasClasses Universais de Fun es de EspalhamentoExerc cios8.

9 Grafos e Suas Aplica es . Gr ficosUma Aplica o de GrafosRepresenta es de Grafos em CFechamento TransitivoAlgoritmo de WarshallUm Algoritmo de Menor CaminhoExerc Um Problema de FluxoMelhorando uma Fun o de FluxoUm ExemploO Algoritmo e o ProgramaExerc Representa o Ligada de GrafosRevisitando o Algoritmo de rio XVOrganizando o Conjunto de N s de GrafoUma Aplica o no Escalonamento0 Programa em CExerc Percurso de Grafos e Florestas GeradorasM todos de Percurso de Grafos .Florestas GeradorasGrafos N o-Orientados e Seus PercursosPercurso em ProfundidadeAplica es do Percurso em ProfundidadeEfici ncia do Percurso em ProfundidadePercurso em LarguraArvores Geradoras M nimasAlgoritmo de KruskalO Algoritmo da Fila de rvoresExerc cios9. Gerenciamento de Listas GeraisOpera es que Modificam uma ListaExemplosA Representa o em Lista Ligada de uma ListaRepresenta o de ListasA Opera o Crlist0 Uso de Cabe alhos de ListasLiberando N s de ListaListas Gerais em CLinguagens de Programa o e ListasExerc Gerenciamento Autom tico de Listas0 M todo de Contagem de Refer nciasColeta de Lixo Algoritmos para Coleta de LixoColeta e Compacta oVaria es da Coleta de Lixo708710715719722723728729733737740740 7427457467477507507537557577607637647667 70773775777777784786794802 XVI Estruturas de dados usando CExerc Gerenciamento da Mem ria Din micaCompacta o de Blocos de ArmazenamentoPrimeira Escolha, Melhor Escolha.

10 Pior EscolhaAprimoramentos no M todo da Primeira EscolhaLiberando Blocos de Armazenamento0 M todo da Marca Lim trofe0 Sistema em TurmasOutros Sistemas em TurmaExerc ciosBibliografia e Refer ncias ndice Anal tico804806808810818819822825834837841865 Pref cioMAKRONB ooksEste texto foi elaborado para um curso de dois semestres sobre estruturasde dados e programa o. Durante v rios anos, ministramos um curso sobreestruturas de dados para estudantes que passaram por um curso de umsemestre de programa o com linguagens de alto n vel e por um curso de umsemestre de programa o usando linguagem de que investimos muito tempo ensinando t cnicas deprograma o porque os estudantes ainda n o possu am experi ncia suficien-te em programa o nem conseguiam implementar estruturas abstratas porconta pr pria. Os alunos mais brilhantes ocasionalmente percebiam o queest vamos fazendo.


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