1 Aula 3 Listas e iteradores (cont.). 2003/2004 Programação Orientada para Objectos 2 ListaDeInt :...

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Aula 3

Listas e iteradores (cont.)

2003/2004 Programação Orientada para

Objectos2

ListaDeInt: interface

class ListaDeInt { public: typedef int Item;

class Iterador;

ListaDeInt();

Item const& frente() const; Item const& trás() const;

int comprimento() const;

bool estáVazia() const; bool estáCheia() const;

void põeNaFrente(Item const& item);void põeAtrás(Item const& item);void tiraDaFrente();void tiraDeTrás();

void insereAntes(Iterador& iterador, Item const& item);void remove(Iterador& iterador);

void esvazia();

Iterador primeiro();Iterador último();Iterador início();Iterador fim();


Objectos3

ListaDeInt: implementação

class ListaDeInt { …

private: static int const número_máximo_de_itens = 100;

Item itens[número_máximo_de_itens]; int número_de_itens;

bool cumpreInvariante() const;

friend class Iterador;};

return 0 <= número_de_itens and número_de_itens <= número_máximo_de_itens;


Objectos4

ListaDeInt::Iterador:interface

class ListaDeInt::Iterador { public: explicit Iterador(ListaDeInt& lista_associada);

Item& item() const;

bool operator==(Iterador const& outro_iterador) const; bool operator!=(Iterador const& outro_iterador) const;

Iterador& operator++(); Iterador& operator--(); Iterador operator++(int); Iterador operator--(int);


Objectos5

ListaDeInt::Iterador: implementação

class ListaDeInt::Iterador {

…

private: ListaDeInt& lista_associada; int índice_do_item_referenciado;

bool cumpreInvariante() const;

friend class ListaDeInt;};

return -1 <= índice_do_item_referenciado;


Objectos6

Aluno

class Aluno { public: Aluno(string const& nome = “”, int número = 0);

string const& nome() const; int número() const;

private: string nome_; int número_;};

Aluno::Aluno(string const& nome, int const número) : nome_(nome), número_(número) {}

string const& Aluno::nome() const{ return nome_;}

int Aluno::número() const{ return número_;}


Objectos7

Listas de outros tipos

Alterar Nome da lista e respectivo construtor Alterar typedef

Exemplo: ListaDeInt para ListaDeAluno typedef int Item; passa atypedef Aluno Item;


Objectos8

Utilização de listas

int main(){ ListaDeAluno lista;

for(int i = 0; i != 100; ++i) { string nome; // uma só palavra! int número; cin >> nome >> número; Aluno aluno(nome, número);

// Inserir por ordem… }

for(ListaAluno::Iterador i = lista.primeiro(); i != lista.fim(); ++i) cout << i.item().nome() << ' ' << i.item().número() << endl; }


Objectos9

Inserir por ordem

int main(){ ListaDeAluno lista;

for(int i = 0; i != 100; ++i) { string nome; // uma só palavra! int número; cin >> nome >> número; Aluno aluno(nome, número);

ListaDeAluno::Iterador i = lista.primeiro(); while(i != lista.fim() and i.item().nome() < nome) ++i; lista.insereAntes(i, aluno); }

for(ListaAluno::Iterador i = lista.primeiro(); i != lista.fim(); ++i) cout << i.item().nome() << ' ' << i.item().número() << endl; }


Objectos10

Diagrama

lista : ListaDeAluno

itens: Item[100]

i: ListaDeAluno.Iterador

índice_do_item_referenciado: int

5

número_de_itens: int

itens[0]:

Ana12345

...

itens[1]: itens[2]: itens[3]: itens[4]: itens[5]: itens[99]:itens[6]:

Berto11111

Carlos22222

Duarte33333

Xico12121

lista_associada: ListaDeAluno&


Objectos11

Cadeia simplesmente ligada


private: …

struct Elo { Item item; int seguinte; };

Elo elos[número_máximo_de_itens];

…};


Objectos12

Diagrama:cadeia simplesmente ligada

elos[0]:

seguinte:

13

item: Aluno

Ana11111

elos[13]:

seguinte:

1

item: Aluno

Berto12345


Objectos13

ListaDeInt::insereAntes()

void ListaDeInt::insereAntes(Iterador const& iterador, Item const& item){ assert(cumpreInvariante());

assert(not estáCheia()); assert(iterador != início());

++número_de_itens;

?

assert(cumpreInvariante());}

int const elo_reservado = reservaElo();

elos[elo_reservado].item = item;

elos[elo_reservado].seguinte = iterador.elo_do_item_referenciado;


Objectos14

Cadeia duplamente ligada


private: …

struct Elo { Item item; int anterior; int seguinte; };

…

};


Objectos15

Diagrama:cadeia duplamente ligada

elos[10]:

seguinte:

45

item: Aluno

Ana11111

elos[45]:

seguinte:

11

item: Aluno

Berto12345

anterior:

33

anterior:

10


Objectos16

ListaDeInt::insereAntes()



++número_de_itens;

int const elo_reservado = reservaElo(); elos[elo_reservado].item = item; elos[elo_reservado].seguinte = iterador.elo_do_item_referenciado;

?


int const anterior = elos[iterador.elo_do_item_referenciado].anterior;elos[anterior].seguinte = elo_reservado;


Objectos17

ListaDeInt::insereAntes():completo (I)



++número_de_itens;

int const elo_reservado = reservaElo();

(continua)


Objectos18

ListaDeInt::insereAntes():completo (II)

(continuação)

elos[elo_reservado].item = item; elos[elo_reservado].anterior = elos[iterador.elo_do_item_referenciado].anterior; elos[elo_reservado].seguinte = iterador.elo_do_item_referenciado;

int const anterior = elos[iterador.elo_do_item_referenciado].anterior; elos[anterior].seguinte = elo_reservado; elos[iterador.elo_do_item_referenciado].anterior = elo_reservado;



Objectos19

Cadeia duplamente ligada com guardas

class ListaDeInt { … private: … struct Elo { Item item; int anterior; int seguinte; }; … Elo elos[número_máximo_de_itens + 2];

static int const inicial = número_máximo_de_itens; static int const final = número_máximo_de_itens + 1; …};


Objectos20

ListaDeInt: construtor

ListaDeInt::ListaDeInt() : número_de_itens(0) { elos[inicial].seguinte = final; elos[final].anterior = inicial;

? // falta aqui qualquer coisa...



Objectos21

ListaDeInt::remove() (I)

inline void ListaDeInt::remove(Iterador& iterador) { assert(cumpreInvariante());

assert(not estáVazia()); assert(iterador != início() and iterador != fim());

--número_de_itens;

int const elo_a_remover = iterador.elo_do_item_referenciado;

++iterador; // Avançar iterador!

(continua)


Objectos22

ListaDeInt::remove() (II)

(continuação)

elos[elos[elo_a_remover].anterior].seguinte = elos[elo_a_remover].seguinte; elos[elos[elo_a_remover].seguinte].anterior = elos[elo_a_remover].anterior;

libertaElo(elo_a_remover);



Objectos23

A fazer…

reservaElo() libertaElo() Saber quais os elos livres Implementar os restantes métodos Implementar classe Lista.Iterador


Objectos24

Diagrama:cadeia duplamente ligada com guardas

elos[0]:

anterior:

7seguinte:

elos[10]:

Ana11111

item: Aluno

100anterior:

101seguinte:

elos[100]:

anterior:

10seguinte:

elos[101]:

10anterior:

seguinte:

1

número_de_itens: int

100

elo_inicial: int

101

elo_final: int

0

primeiro_elo_livre: int

elos[7]:

anterior:

43seguinte:


Objectos25

Interface vs. implementação

Alteração da implementação não implica alteração da interface

Programas que usavam Lista não precisam de ser alterados


Objectos26

Aula 3

Utilização de listas Fazendo inserções ordenadas

Melhorando a implementação das listas e iteradores: Identificando problemas de eficiência Noções de cadeia simplesmente ligada, cadeia duplamente ligada e

cadeia duplamente ligada com guardas Necessidade de distinguir posições livres Implementação parcial do módulo

Reflexão sobre interfaces e implementação: Vantagens de definir uma boa interface

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