Marco Antonio Montebello Júnior

Apresentação em tema: "Marco Antonio Montebello Júnior"— Transcrição da apresentação:

1 Marco Antonio Montebello Júnior marco.antonio@aes.edu.br
Filas Estrutura de Dados Marco Antonio Montebello Júnior

2 Listas Lineares Listas Lineares Fila Dupla Pilha Fila Saída restrita
Entrada restrita Saída restrita Estrutura de Dados

3 Fila versus Pilha SAÍDA SAÍDA ENTRADA FIM Elemento 2 TOPO Elemento 2
BASE INÍCIO ENTRADA Estrutura de Dados

4 Filas Operações primitivas que manipulam as filas:
InicializaFila (q) ou init(q) Faz a fila q ficar vazia FilaVazia(q) ou empty(q) Retorna V se a fila q está vazia FilaCheia(q) ou full(q) Retorna V se a fila q está cheia InsereFila(q,x) ou insert(q,x) Insere o elemento x no final da fila q RemoveFila(q) ou remove(q) Remove o PRIMEIRO elemento da fila, retornando o conteúdo do elemento como valor da função Estrutura de Dados

5 Filas Representando filas em Linguagem C: Podemos utilizar vetor
Apoio de 2 variáveis: inic e fim inic – Primeiro elemento da fila fim – Último elemento da fila #define MAXQUEUE 100 struct queue { int item[MAXQUEUE]; int inic, fim; }; struct queue q; Estrutura de Dados

6 Filas Ignorando momentaneamente a possibilidade de overflow e underflow: Operação InsereFila(q, x): q.item [++ q.fim] = x Operação RemoveFila(q): x = q.item [q.inic ++]; No momento que a fila é criada, q.fim é definido como –1 e q.inic como 0 A fila está vazia sempre que q.fim < q.inic Número de elementos na fila é sempre igual ao valor de q.fim - q.inic + 1 Estrutura de Dados

7 Filas – Problema Clássico
Problema clássico da fila vazia sem possibilidade de inserir novos elementos: q.item 4 E q.fim =4 3 D 2 C q.fim=2 q.inic= q.inic =2 1 B q.inic = 0 q.fim = -1 A q.inic=0 Estrutura de Dados

8 Filas – Solução 1 Remanejar todos os elementos quando remover um elemento: RemoveFila(q); x = q.item [ 0 ]; for (i = 0; i < q.fim; i++) q.item[ i ] = q.item[ i + 1 ]; q.fim --; O campo q.inic não é necessário porque o elemento na posição 0 do vetor está sempre no início da fila. A fila vazia é representada por q.fim igual a –1 Podemos verificar que pode existir um grande esforço computacional para a movimentação de 500, 1000, , elementos Esta solução escolhida parece ser bastante ineficiente Estrutura de Dados

9 Filas Circulares Solução mais elegante para resolver problema das filas. A idéia é armazenar os elementos na fila como um círculo. Primeiro elemento do vetor vem logo depois do último. Se o último elemento estiver ocupado, um novo valor pode ser inserido no primeiro elemento do vetor. Elemento novo não será incluído numa fila circular somente se não houver de fato espaço na mesma. Estrutura de Dados

10 Filas Circulares q.item q.Item 4 E q.fim=4 q.inic=4 3 D 2 C f.inic=2 q.inic=2 1 q.fim=0 G q.fim=1 F q.inic=0 No momento (4), q.fim < q.inic (1 < 4), é verdadeira – fila vazia? Solução: q.inic deve apontar para o elemento anterior ao primeiro. Assim, a condição para a fila estar vazia passa a ser q.fim = q.inic Estrutura de Dados

11 Filas Circulares Declaração da Fila
#define MAXQUEUE 100 struct queue { int item [MAXQUEUE]; int inic, fim; }; struct queue q; Estrutura de Dados

12 Filas Circulares Inicialização da Fila
void InicializaFila(struct queue *pq) { pqinic = MAXQUEUE – 1; pqfim = MAXQUEUE – 1; } Estrutura de Dados

13 Filas Circulares Fila Vazia
int FilaVazia(struct queue *pq) { if(pqinic == pqfim) return(1); //Verdadeiro(V) else return(0); //False(F) } Estrutura de Dados

14 Filas Circulares Retirar Elementos
int RemoveFila (struct queue *pq) { if(FilaVazia(pq)) printf(“Underflow na fila!\n”); exit(1); } if(pqinic == MAXQUEUE – 1) pqinic = 0; else (pqinic)++; return(pqitems[pqinic]); Estrutura de Dados

15 Filas Circulares Inserir Elementos
Problema para testar se a fila está cheia. Solução: sacrificar um elemento da fila. Se o vetor da fila tiver 100 elementos, poderá armazenar 99 elementos A tentativa de inserir o centésimo elemento irá gerar o estouro da fila Estrutura de Dados

16 Filas Circulares Inserir Elementos
void InsereFila(struct queue *pq, int x) { if(pqfim == MAXQUEUE – 1) pqfim = 0; else (pqfim )++; //Verifica ocorrência de estouro if(pqfim == pqinic) printf(“Ocorreu overflow na fila!\n”); exit(1); } pqitems[pqfim] = x; return; Estrutura de Dados

17 Filas Circulares Inserir Elementos
q.item 4 E q.fim=4 3 D 2 C 1 q.inic=1 G q.Inic = q.fim = 1 F q.fim=0 Estrutura de Dados

18 InsereFila versus RemoveFila
Teste de overflow em InsereFila(): Ocorre somente depois que pqfim é incrementado em uma unidade 1o. Incrementa depois verifica Teste de underflow em RemoveFila(): Ocorre assim que a rotina é chamada, só então pqinic é incrementado em uma unidade 1o. Verifica depois incrementa Estrutura de Dados