PDF de programación - Parte I: Programación en Ada - 4. Estructuras de datos dinámicas

Parte I: Programación en Ada

UNIVERSIDAD DE CANTABRIA

1. Introducción a los computadores y su programación
2. Elementos básicos del lenguaje
3. Modularidad y programación orientada a objetos
4. Estructuras de datos dinámicas
5. Tratamiento de errores
6. Abstracción de tipos mediante unidades genéricas
7. Entrada/salida con ficheros
8. Herencia y polimorfismo
9. Programación concurrente y de tiempo real

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4.1. Relaciones entre datos

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En muchas estructuras de datos es preciso establecer
relaciones o referencias entre diferentes datos.
• ahorran espacio al no repetir datos
• evitan inconsistencias

Si los datos están en un array, se pueden utilizar cursores
• el cursor es un entero que indica el número de la casilla del

array donde está el dato

Si los datos no están en un array deben utilizarse punteros (si
los soporta el lenguaje de programación)
• son datos especiales que sirven para apuntar o referirse a

otros datos

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Ejemplo: listas de alumnos de
asignaturas

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Asignatura 1

María Fdez.
Gral. Dávila, 23...

Jesús Pérez
Canalejas, 13...
Andrés Puente
c/Salamanca, 8...

Asignatura 2

María Fdez.
Gral. Dávila, 23...
Andrés Puente
c/Salamanca, 8...

Pepe Gómez
c/Cádiz, 3...

¡Hay datos
repetidos!

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Alternativa: Referencias
entre datos

Asignatura 1

Alumnos

Pepe Gómez
c/Cádiz, 3...
María Fdez.
Gral. Dávila, 23...
Andrés Puente
c/Salamanca, 8...
Jesús Pérez
Canalejas, 13...

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Asignatura 2

...

...

...

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4.2. Punteros

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Los punteros o tipos acceso proporcionan acceso a otros
objetos de datos

Hasta ahora el acceso era sólo por el nombre o un cursor
• ahora el puntero es más flexible

Los objetos apuntados por un puntero se pueden crear o
destruir de forma independiente de la estructura de bloques

Declaración:

type nombre is access tipo;

Ejemplo:

type P_Integer is access Integer;
P1, P2 : P_Integer;

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Punteros (cont.)

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Hay un valor predefinido, null, que es el valor por omisión, y
no se refiere a ningún dato

Creación dinámica de objetos:

P1:= new Integer;
P2:= new Integer’(37);

Uso del puntero: por el nombre

P1:=P2; -- copia sólo la referencia

Uso del valor al que apunta el puntero:
• completo: nombre_puntero.all
• campo de un registro: nombre_puntero.campo
• casilla de un array: nombre_puntero(índice)

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Ejemplo

type Coord is record
X,Y : Float;
end record;

type Vector is array(1..3) of Float;

type P_Coord is access Coord;
type P_Vector is access Vector;

PV1, PV2 : P_Vector;
PC1, PC2 : P_Coord;

...
PV1:=new Vector;
PV2:=new Vector’(1.0,2.0,3.0);
PV1.all:=PV2.all; -- copia el valor completo
PV1(3):=3.0*PV2(2); -- usa casillas individuales del array

PC1:=new Coord’(2.0,3.0);
PC1.Y:=9.0; -- usa un campo individual del registro

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4.3. Estructuras de datos
dinámicas

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Son útiles cuando se usan para crear estructuras de datos
con relaciones entre objetos.

Por ejemplo, una lista enlazada

Contenido

Próximo

A1

Celda

A2

...

An

• cada elemento tiene un contenido y un puntero al próximo
• el último tiene un puntero “próximo” nulo

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Flexibilidad de la estructura
de datos dinámica

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Se pueden insertar nuevos elementos en la posición deseada,
eficientemente:

A1

A2

...

An

X

Diferencias con el array:
• los arrays tienen tamaño fijo: ocupan lo mismo, incluso

medio vacíos

• con estructuras de datos dinámicas se gasta sólo lo preciso
• pero se necesita espacio para guardar los punteros

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Definición de estructuras de
datos dinámicas en Ada

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Hay una dependencia circular entre el tipo puntero y el tipo
celda
• se resuelve con una declaración incompleta de tipo

Ejemplo

type Celda; -- declaración incompleta de tipo
type P_Celda is access Celda;
type Celda is record
Contenido : ...; -- poner el tipo deseado
Proximo : P_Celda;
end record;

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Ejemplo de creación de una
lista enlazada

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Lista : P_Celda;

Lista:=new Celda’(1,null); -- suponemos el contenido entero
Lista.proximo:=new Celda’(2,null);
Lista.proximo.proximo:=new Celda’(3,null);

Para evitar extender la notación punto indefinidamente,
podemos utilizar un puntero auxiliar:

P : P_Celda;

P:=Lista.proximo.proximo;
P.proximo:=new Celda’(4,null);
P:=P.proximo; -- para seguir utilizando P con la siguiente celda

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Estructuras de datos
dinámicas (cont.)

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Veremos abundantes ejemplos en el capítulo de los tipos
abstractos de datos

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4.4 Punteros a objetos
estáticos

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Hasta ahora, todos los punteros lo eran a objetos creados
dinámicamente (con new)

Es posible crear punteros a objetos (variables, constantes o
subprogramas) estáticos. Ejemplos:

type Acceso_Entero is access all Integer;
type Acceso_Cte is access constant Integer;

Para poder crear un puntero a una variable estática, ésta se
debe haber creado con la mención “aliased”:

Num : aliased Integer:=5;

Para crear el puntero se utiliza el atributo ’Access:

P : Acceso_Entero := Num’Access;

La principal utilidad es para llamar a funciones C

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Punteros a objetos estáticos
(cont.)

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Este atributo sólo se puede usar si el tipo puntero está
declarado en el mismo nivel de accesibilidad que el objeto, o
en uno más profundo
• motivo: impedir tener un puntero a un objeto que ya no

existe

• lo mejor es tener el objeto y el tipo puntero declarados en el

mismo sitio

En caso de que sea imprescindible romper esta norma, se
puede usar el atributo ’Unchecked_Access, que también
proporciona el puntero pero sin restricciones
• el uso de este atributo es peligroso

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