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ESTRUTURA DE DADOS Aula 10 – Listas Duplamente Encadeadas
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Atenção aos Temas Principais dessa Aula
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Conteúdo Programático desta aula
Compreender o conceito de Lista Duplamente Encadeada; Compreender operações com LDE sem ou com descritor;
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Direto ao Assunto
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Nas listas duplamente ligadas, cada nó possui dois ponteiros, sendo que um aponta para o nó anterior e o outro, para o nó posterior. Sendo assim, a lista pode ser “percorrida” começando por qualquer extremidade. Um ponteiro ant aponta para o nó que precede enquanto que o ponteiro prox, aponta para o nó que o sucede.
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Os algoritmos de algumas operações com LDE(listas ligadas) têm um certo grau de complexidade, mas facilitam na manipulação da LDE. A LDE é indicada quando precisarmos percorrer a lista do fim para o início.
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Quando usamos LDE sem descritor, as funções básicas de inserção, remoção, busca, conta nós e impressão, quase não têm diferença para as LE exceto pelo ponteiro anterior. Não existe a necessidade de dimensionar o número de nós porque a alocação vai sendo feita de acordo com a necessidade.
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Algumas operações realizadas com uma LDE
Criar lista Liberar lista Verificar se a lista está vazia Inserir na primeira posição Inserir na última posição Remover o primeiro elemento da lista Remover o último elemento da lista Remover um elemento por busca Exibir lista do primeiro para o último nó Exibir lista do último para o primeiro nó Contar número de nós, etc. Algumas operações realizadas com uma LDE
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struct listaDE { int info; struct listaDE* ant; struct listaDE* prox; }; Definido a struct Para entendimento das funções
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Inicialização listaDE *lista= NULL; Definido a struct Para entendimento das funções struct listaDE { int info; struct listaDE* ant; struct listaDE* prox; };
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insereInicio novo
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insereInicio novo 23
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insereInicio novo 23 LISTA
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insereInicio novo NULL 23 LISTA
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insereInicio novo NULL 23 LISTA if
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lista = insere(lista, valor);
insereInicio novo NULL 23 LISTA lista = insere(lista, valor);
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insereInicio
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insereFim novo
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insereFim novo 23
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insereFim novo NULL 23
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insereFim novo NULL 23 LISTA if
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insereFim novo NULL 23 LISTA if
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insereFim novo NULL 23 aux LISTA else
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insereFim novo NULL 23 aux LISTA else
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insereFim novo NULL 23 aux LISTA else
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lista = insere(lista, valor);
insereFim novo NULL 23 aux LISTA else lista = insere(lista, valor);
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insereFim
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exibeIpF
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exibeIpF
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exibeFpI
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exibeFpI
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contaNós
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contaNós
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busca
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remove
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remove
41
remove
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A REMOÇÃO DE UM NÓ - Um ponto crítico nas LDE
p->ant->prox = p->prox; p->prox->ant = p->ant;
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1) Através de seu ponteiro ant, p apontava para o nó anterior cuja representação é: p->ant.
2) Esse endereço foi copiado para o ponteiro ant do próximo nó acessado por p->prox->ant. (linha verde) 3) Sendo assim, após a remoção de p, p->prox ->ant apontará para o nó anterior ao que foi removido.(seta azul)
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1) Através de seu ponteiro ant, p apontava para o nó anterior cuja representação é: p->ant.
2) Esse endereço foi copiado para o ponteiro ant do próximo nó acessado por p->prox->ant. (linha verde) 3) Sendo assim, após a remoção de p, p->prox ->ant apontará para o nó anterior ao que foi removido.(seta azul)
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1) Através de seu ponteiro prox, p apontava para o próximo nó cuja representação é: p->prox.
2) Esse endereço foi copiado para o ponteiro prox do nó anterior acessado por p->ant->prox. (linha verde) 3) Sendo assim, após a remoção de p, p->ant->prox apontará para o nó seguinte ao que foi removido.(seta azul)
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1) Através de seu ponteiro prox, p apontava para o próximo nó cuja representação é: p->prox.
2) Esse endereço foi copiado para o ponteiro prox do nó anterior acessado por p->ant->prox. (linha verde) 3) Sendo assim, após a remoção de p, p->ant->prox apontará para o nó seguinte ao que foi removido.(seta azul)
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O nó descritor é criado para fazer referências ao primeiro e/ou ao ultimo nó. Por essa razão, seu uso facilita o acesso aos nós da lista. Seja para inserir, no início ou no fim, remover, do início ou do fim, etc. Como o nó descritor pode conter, também, outras informações, optei por ter o total de nós da lista. A única preocupação fica em ter que atualizá-lo na inserção e na remoção de um nó na lista, uma vez que o acesso a um nó da lista será feito através dele. DESCRITOR
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struct listaDE { int info; struct listaDE* ant; struct listaDE* prox; }; 1) Definindo a struct
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struct DE { int tam; listaDE* prim; listaDE* ult; }; 2) Definindo a struct
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ptrDesc->prim=NULL; ptrDesc->ult=NULL; ptrDesc->tam=0;
DE *ptrDesc=new DE; ptrDesc->prim=NULL; ptrDesc->ult=NULL; ptrDesc->tam=0; 3) Inicialização NULL
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insereInicio ptAux
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insereInicio ptAux 23
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insereInicio ptAux 23 ptrDesc
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insereInicio ptAux NULL 23 ptrDesc
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insereInicio ptAux NULL 23 ptrDesc +=1
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insereInicio ptAux NULL 23 ptrDesc +=1 NULL ? if
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insereInicio ptAux NULL 23 ptrDesc +=1 if
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insereInicio ptAux NULL 23 ptrDesc +=1 else
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insereInicio ptAux NULL 23 ptrDesc +=1
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insereInicio
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insereFim ptAux
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insereFim ptAux 23
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insereFim ptAux NULL 23
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insereFim ptAux ptrDesc NULL 23 +=1
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insereFim ptAux ptrDesc NULL 23 +=1 if
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insereFim ptAux ptrDesc NULL 23 +=1 if
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insereFim ptAux ptrDesc NULL 23 +=1 if
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insereFim ptAux ptrDesc NULL 23 +=1 if
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insereFim ptUlt ptrDesc +=1 else ptAux NULL 23
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insereFim ptUlt ptrDesc +=1 else ptAux NULL 23
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insereFim ptUlt ptrDesc +=1 else ptAux NULL 23
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insereFim ptUlt ptrDesc +=1 else ptAux NULL 23
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insereFim ptUlt ptrDesc +=1 else ptAux NULL 23
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insereFim
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Exibe Inicio - Fim ptrDesc ptr
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Exibe Inicio - Fim
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Exibe Fim – Inicio ptrDesc ptr
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Exibe Fim – Inicio
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removeInicio aux ptrDesc if
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removeInicio aux ptrDesc if
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removeInicio aux ptrDesc if NULL
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removeInicio aux ptrDesc if NULL
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removeInicio aux ptrDesc if NULL -=1
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removeInicio aux ptrDesc if NULL
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removeInicio aux ptrDesc else
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removeInicio aux ptrDesc else NULL prim
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removeInicio aux ptrDesc else NULL prim
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removeInicio aux ptrDesc else NULL prim -=1
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removeInicio
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removeFim aux ptrDesc if
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removeFim aux ptrDesc if
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removeFim aux ptrDesc if NULL
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removeFim aux ptrDesc if NULL
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removeFim aux ptrDesc if NULL -=1
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removeFim aux ptrDesc if NULL
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removeFim aux ptrDesc else
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removeFim aux ptrDesc else
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removeFim aux ptrDesc else NULL
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removeFim aux ptrDesc else NULL
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removeFim aux ptrDesc else NULL -=1
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removeFim
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Libera
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Resumindo
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Menu LDE sem Descritor #include <iostream>
#include <cstdlib> using namespace std; struct listaDE { int info; struct listaDE* ant; struct listaDE* prox; }; //Protótipos listaDE *insere(listaDE *LISTA, int valor); listaDE *insereFim(listaDE *LISTA, int valor); void exibeIpF(listaDE *LISTA); void exibeFpI(listaDE *LISTA); listaDE *remove(listaDE *LISTA, int valor); listaDE *busca (listaDE *LISTA, int valor); int contaNos(listaDE *LISTA); void libera(listaDE *LISTA); Menu LDE sem Descritor
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int main() { int op, valor; struct listaDE *lista= NULL; //inicializa a lista duplamente encadeada do { system("cls"); system("color 2f"); cout<<"\n\n( () ) Alocacao Dinamica ( () )"; cout<<"\n( )"; cout<<"\n( 1- Insere no Inicio )"; cout<<"\n( 2- Insere no Fim )"; cout<<"\n( 3- Remove da Lista DE )"; cout<<"\n( 4- Exibe a Lista DE IpF )"; cout<<"\n( 5- Exibe a Lista DE TpF )"; cout<<"\n( 6- Conta Nos da Lista DE )"; cout<<"\n( 7- Libera a Lista DE )"; cout<<"\n( 8- Sai )"; cout<<"\n( Opcao: )"; cout<<"\n( ( ) ) ( ( ) ) ( ( ) ) ( ( ) )\n"; cin>>op;
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system("cls");system("color f2");
switch(op) { case 1:cout<<"\nDigite valor a ser inserido: "; cin>>valor; lista = insere(lista, valor); break; case 2:cout<<"\nDigite valor a ser inserido: "; lista = insereFim(lista, valor); case 3:if(!lista) cout << "\n\nNada a remover. Lista vazia\n"; else cout<<"\nDigite valor a ser removido: "; cin>>valor; lista=remove(lista, valor); }
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case 4: if(!lista) cout << "\n\nLista vazia\n"; else exibeIpF(lista); break; case 5: if(!lista) exibeFpI(lista); case 6:if(!lista) cout<<"\nTotal de nos: "<< contaNos(lista);
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case 7: if(lista) cout<<"\nTem elementos na Lista\n"; else { libera(lista); cout<<"\nLiberando Memoria"; } break; case 8: cout<<"Fechando Lista Duplamente Encadedada\n"; default:cout<<"\nOpcao Invalida\n"; cout<<"\n\n"; system("pause"); } while(op !=8); return 0;
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// insere no início listaDE *insere(listaDE *LISTA, int valor) { listaDE* novo = new listaDE; novo->info = valor; novo->prox = LISTA; novo->ant = NULL; if (LISTA) LISTA->ant = novo; } return novo;
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//insere no fim listaDE *insereFim(listaDE *LISTA, int valor) { listaDE *novo, *aux; novo = new listaDE; novo->info = valor; novo->prox = NULL; if (LISTA == NULL) novo->ant = LISTA; LISTA = novo; } else aux = LISTA; while (aux->prox != NULL) aux = aux->prox; aux->prox = novo; novo->ant = aux; return LISTA;
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// exibe lista IpF void exibeIpF(listaDE *LISTA) { listaDE* ptr; cout<<"\nExibe a lista do primeiro para o ultimo\n"; for (ptr=LISTA; ptr != NULL; ptr=ptr->prox) cout<<"\n"<<ptr->info; } // exibe lista TpF void exibeFpI(listaDE *LISTA) listaDE* ptr=LISTA; cout<<"\nExibe a lista do ultimo para o primeiro \n"; while(ptr->prox) { ptr=ptr->prox; } while(ptr!=LISTA) ptr=ptr->ant;
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// remove um elemento da lista
listaDE *remove(listaDE* LISTA, int valor) { listaDE *p = busca(LISTA,valor); if (!p) cout<< "\nValor nao achado\n"; return LISTA; } // nao achou o elemento // retira elemento do encadeamento if (LISTA == p) LISTA = p->prox; else p->ant->prox = p->prox; if (p->prox ) p->prox->ant = p->ant; cout<<"\nValor removido\n"; delete p; }
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// busca valor na lista listaDE *busca (listaDE *LISTA, int valor) { listaDE *ptr; for (ptr=LISTA; ptr != NULL; ptr=ptr->prox) if (ptr->info == valor) return ptr; return NULL; // nao achou o elemento } //conta nós da Lista int contaNos(listaDE *LISTA) int conta = 0; while (LISTA != NULL) conta++; LISTA = LISTA->prox; return conta;
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//libera void libera(listaDE *LISTA) { delete LISTA; LISTA=0; }
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Menu LDE com Descritor #include <iostream>
#include <cstdlib> using namespace std; struct listaDE { int info; listaDE* ant; listaDE* prox; }; struct DE int tam; listaDE* prim; listaDE* ult; Menu LDE com Descritor
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//Protótipos DE *insereFim(DE *ptrDesc, int valor); DE *insereInicio(DE *ptrDesc, int valor); void exibeIpF(DE *ptrDesc); void exibeTpF(DE *ptrDesc); void libera(DE *ptrDesc); void removerFim(DE *ptrDesc); void removerInicio(DE *ptrDesc); int main() { int op, valor; //inicializa a lista duplamente encadeada DE *ptrDesc=new DE; ptrDesc->prim=NULL; ptrDesc->ult=NULL; ptrDesc->tam=0;
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do { system("cls"); system("color 2f"); cout<<"\n\n( () ) Alocacao Dinamica ( () )"; cout<<"\n( )"; cout<<"\n( 1- Insere no Inicio )"; cout<<"\n( 2- Insere no Fim )"; cout<<"\n( 3- Remove no Inicio )"; cout<<"\n( 4- Remove no Fim )"; cout<<"\n( 5- Exibe a Lista DE IpF )"; cout<<"\n( 6- Exibe a Lista DE TpF )"; cout<<"\n( 7- Libera a Lista DE )"; cout<<"\n( 8- Sai )"; cout<<"\n( Opcao: )"; cout<<"\n( ( ) ) ( ( ) ) ( ( ) ) ( ( ) )\n"; cin>>op;
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system("cls"); system("color f2");
switch(op) { case 1:cout<<"\nDigite valor a ser inserido no Inicio: "; cin>>valor; ptrDesc=insereInicio(ptrDesc, valor); break; case 2:cout<<"\nDigite valor a ser inserido no Fim: "; cin>>valor; ptrDesc=insereFim(ptrDesc, valor); case 3: if(ptrDesc->tam == 0) cout << "\n\nLista vazia\n"; else removerInicio(ptrDesc);
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case 4: if(ptrDesc->tam == 0)
cout << "\n\nLista vazia\n"; else removerFim(ptrDesc); break; case 5: if(ptrDesc->tam == 0) exibeIpF(ptrDesc); case 6: if(ptrDesc->tam == 0) exibeTpF(ptrDesc);
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case 7: if(ptrDesc->tam != 0)
cout<<"\nTem elementos na Lista\n"; else { libera(ptrDesc); cout<<"\nLiberando Memoria"; } break; case 8: cout<<"Fechando Lista Duplamente Encadedada\n"; default: cout<<"\nOpcao Invalida\n"; cout<<"\n\n"; system("pause"); } while(op !=8); return 0;
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//insere no inicio DE *insereInicio(DE *ptrDesc, int valor) { listaDE *ptAux=new listaDE; if (ptAux != NULL) { //verifica se existe memória disponível ptAux->info = valor; ptAux->prox = ptrDesc->prim; ptAux->ant = NULL; ptrDesc->tam=ptrDesc->tam+1; if (ptrDesc->prim != NULL) { ptrDesc->prim->ant = ptAux; } else { ptrDesc->ult = ptAux; } //ajusta ponteiro para fim ptrDesc->prim=ptAux;//ajusta ponteiro início return ptrDesc; } else{ cout<<"\nSem memoria\n"; exit(-1);}
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//insere no fim DE *insereFim(DE *ptrDesc, int valor) { listaDE *ptAux=new listaDE; listaDE *ptUlt; ptAux->info = valor; ptAux->prox = NULL; ptrDesc->tam=ptrDesc->tam+1; if (ptrDesc->ult == NULL) { ptrDesc->ult=ptAux; ptrDesc->prim=ptrDesc->ult; ptAux->ant=NULL; } else ptUlt=ptrDesc->ult; ptUlt->prox=ptAux; ptAux->ant=ptUlt; return ptrDesc;
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//remove do inicio void removerInicio(DE *ptrDesc) { listaDE *aux=new listaDE; if (ptrDesc->prim == ptrDesc->ult) { //lista com um elemento aux->info=ptrDesc->prim->info; ptrDesc->prim = NULL; ptrDesc->ult = NULL; ptrDesc->tam=ptrDesc->tam - 1; } else { //lista com mais de um elemento ptrDesc->prim->prox->ant = NULL; ptrDesc->prim = ptrDesc->prim->prox; cout<<"\nRemovido: "<<aux->info;
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//remove do fim void removerFim(DE *ptrDesc) { listaDE *aux=new listaDE; if (ptrDesc->prim == ptrDesc->ult) { //lista com um elemento aux->info=ptrDesc->prim->info; ptrDesc->prim = NULL; ptrDesc->ult = NULL; ptrDesc->tam=ptrDesc->tam - 1; } else { //lista com mais de um elemento aux->info=ptrDesc->ult->info; ptrDesc->ult->ant->prox = NULL; ptrDesc->ult = ptrDesc->ult->ant; cout<<"\nRemovido: "<<aux->info;
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// exibe lista IpF void exibeIpF(DE *ptrDesc) { listaDE* ptr=ptrDesc->prim; cout<<"\nExibe a lista do primeiro para o ultimo\n"; for (int i=1; i<=ptrDesc->tam; i++) cout<<"\n"<<ptr->info; ptr=ptr->prox; } // exibe lista TpF void exibeTpF(DE *ptrDesc) listaDE* ptr=ptrDesc->ult; cout<<"\nExibe a lista do ultimo para o primeiro \n"; for (int i=ptrDesc->tam; i>=1; i--) ptr=ptr->ant;
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//libera void libera(DE *ptrDesc) { delete ptrDesc; ptrDesc=0; }
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