-
Notifications
You must be signed in to change notification settings - Fork 3
/
Copy pathcolas.lyx
2352 lines (1668 loc) · 34.1 KB
/
colas.lyx
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
447
448
449
450
451
452
453
454
455
456
457
458
459
460
461
462
463
464
465
466
467
468
469
470
471
472
473
474
475
476
477
478
479
480
481
482
483
484
485
486
487
488
489
490
491
492
493
494
495
496
497
498
499
500
501
502
503
504
505
506
507
508
509
510
511
512
513
514
515
516
517
518
519
520
521
522
523
524
525
526
527
528
529
530
531
532
533
534
535
536
537
538
539
540
541
542
543
544
545
546
547
548
549
550
551
552
553
554
555
556
557
558
559
560
561
562
563
564
565
566
567
568
569
570
571
572
573
574
575
576
577
578
579
580
581
582
583
584
585
586
587
588
589
590
591
592
593
594
595
596
597
598
599
600
601
602
603
604
605
606
607
608
609
610
611
612
613
614
615
616
617
618
619
620
621
622
623
624
625
626
627
628
629
630
631
632
633
634
635
636
637
638
639
640
641
642
643
644
645
646
647
648
649
650
651
652
653
654
655
656
657
658
659
660
661
662
663
664
665
666
667
668
669
670
671
672
673
674
675
676
677
678
679
680
681
682
683
684
685
686
687
688
689
690
691
692
693
694
695
696
697
698
699
700
701
702
703
704
705
706
707
708
709
710
711
712
713
714
715
716
717
718
719
720
721
722
723
724
725
726
727
728
729
730
731
732
733
734
735
736
737
738
739
740
741
742
743
744
745
746
747
748
749
750
751
752
753
754
755
756
757
758
759
760
761
762
763
764
765
766
767
768
769
770
771
772
773
774
775
776
777
778
779
780
781
782
783
784
785
786
787
788
789
790
791
792
793
794
795
796
797
798
799
800
801
802
803
804
805
806
807
808
809
810
811
812
813
814
815
816
817
818
819
820
821
822
823
824
825
826
827
828
829
830
831
832
833
834
835
836
837
838
839
840
841
842
843
844
845
846
847
848
849
850
851
852
853
854
855
856
857
858
859
860
861
862
863
864
865
866
867
868
869
870
871
872
873
874
875
876
877
878
879
880
881
882
883
884
885
886
887
888
889
890
891
892
893
894
895
896
897
898
899
900
901
902
903
904
905
906
907
908
909
910
911
912
913
914
915
916
917
918
919
920
921
922
923
924
925
926
927
928
929
930
931
932
933
934
935
936
937
938
939
940
941
942
943
944
945
946
947
948
949
950
951
952
953
954
955
956
957
958
959
960
961
962
963
964
965
966
967
968
969
970
971
972
973
974
975
976
977
978
979
980
981
982
983
984
985
986
987
988
989
990
991
992
993
994
995
996
997
998
999
1000
#LyX 2.1 created this file. For more info see http://www.lyx.org/
\lyxformat 474
\begin_document
\begin_header
\textclass book
\use_default_options false
\maintain_unincluded_children false
\language spanish
\language_package none
\inputencoding utf8
\fontencoding default
\font_roman default
\font_sans default
\font_typewriter default
\font_math auto
\font_default_family default
\use_non_tex_fonts false
\font_sc false
\font_osf false
\font_sf_scale 100
\font_tt_scale 100
\graphics default
\default_output_format default
\output_sync 0
\bibtex_command default
\index_command default
\paperfontsize default
\spacing single
\use_hyperref false
\papersize default
\use_geometry false
\use_package amsmath 1
\use_package amssymb 0
\use_package cancel 0
\use_package esint 1
\use_package mathdots 0
\use_package mathtools 0
\use_package mhchem 0
\use_package stackrel 0
\use_package stmaryrd 0
\use_package undertilde 0
\cite_engine basic
\cite_engine_type default
\biblio_style plain
\use_bibtopic false
\use_indices false
\paperorientation portrait
\suppress_date false
\justification true
\use_refstyle 0
\index Index
\shortcut idx
\color #008000
\end_index
\secnumdepth 3
\tocdepth 3
\paragraph_separation indent
\paragraph_indentation default
\quotes_language english
\papercolumns 1
\papersides 1
\paperpagestyle default
\tracking_changes false
\output_changes false
\html_math_output 0
\html_css_as_file 0
\html_be_strict false
\end_header
\begin_body
\begin_layout Standard
\begin_inset Note Note
status open
\begin_layout Plain Layout
LyX source for textbook
\begin_inset Quotes eld
\end_inset
How to think like a computer scientist''
\end_layout
\begin_layout Plain Layout
Copyright (c) 2001 Allen B.
Downey, Jeffrey Elkner, and Chris Meyers.
\end_layout
\begin_layout Plain Layout
Permission is granted to copy, distribute and/or modify this document under
the terms of the GNU Free Documentation License, Version 1.1 or any later
version published by the Free Software Foundation; with the Invariant Sections
being "Contributor List", with no Front-Cover Texts, and with no Back-Cover
Texts.
A copy of the license is included in the section entitled "GNU Free Documentati
on License".
\end_layout
\begin_layout Plain Layout
This distribution includes a file named fdl.lyx that contains the text of
the GNU Free Documentation License.
If it is missing, you can obtain it from www.gnu.org or by writing to the
Free Software Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA
02111-1307, USA.
\end_layout
\end_inset
\end_layout
\begin_layout Chapter
Colas
\end_layout
\begin_layout Standard
\begin_inset CommandInset label
LatexCommand label
name "Cola"
\end_inset
\begin_inset Index idx
status collapsed
\begin_layout Plain Layout
cola
\end_layout
\end_inset
\begin_inset Index idx
status collapsed
\begin_layout Plain Layout
TAD!Cola
\end_layout
\end_inset
\begin_inset Index idx
status collapsed
\begin_layout Plain Layout
cola de prioridad
\end_layout
\end_inset
\begin_inset Index idx
status collapsed
\begin_layout Plain Layout
TAD!cola de prioridad
\end_layout
\end_inset
\begin_inset Index idx
status collapsed
\begin_layout Plain Layout
PEPS
\end_layout
\end_inset
\begin_inset Index idx
status collapsed
\begin_layout Plain Layout
política para meter
\end_layout
\end_inset
\begin_inset Index idx
status collapsed
\begin_layout Plain Layout
cola de prioridad
\end_layout
\end_inset
\end_layout
\begin_layout Standard
Este capítulo presenta dos TADs: la cola y la cola de prioridad.
En la vida real una
\series bold
Cola
\series default
es una línea de clientes esperando por algún servicio.
En la mayoría de los casos, el primer cliente en la línea es el próximo
en ser atendido.
Sin embargo, hay excepciones.
En los aeropuertos, los clientes cuyos vuelos están próximos a partir se
atienden, sin importar su posición en la cola.
En los supermercados, un cliente cortés puede dejar pasar a alguien que
va a pagar unos pocos víveres.
\end_layout
\begin_layout Standard
La regla que dictamina quién se atiende a continuación se denomina
\series bold
política de atención
\series default
.
La más sencilla se denomina
\series bold
PEPS
\series default
, por la frase
\begin_inset Quotes eld
\end_inset
Primero que Entra - Primero que Sale
\begin_inset Quotes erd
\end_inset
.
La política más general es la que implementa una
\series bold
cola de prioridad
\series default
, en la que cada cliente tiene asignada una prioridad y siempre se atiende
el cliente con la prioridad más alta, sin importar el orden de llegada.
Es la política más general en el sentido de que la prioridad puede asignarse
bajo cualquier criterio: la hora de partida de un vuelo, cuántos víveres
se van a pagar, o qué tan importante es el cliente.
No todas las políticas de atención son
\begin_inset Quotes eld
\end_inset
justas,
\begin_inset Quotes erd
\end_inset
pero la justicia está definida por el que presta el servicio.
\end_layout
\begin_layout Standard
El TAD Cola y la cola de prioridad TAD tienen el mismo conjunto de operaciones.
La diferencia está en la semántica de ellas: una cola utiliza la política
PEPS y una cola de prioridad usa la política de prioridad.
\end_layout
\begin_layout Standard
\begin_inset ERT
status collapsed
\begin_layout Plain Layout
\backslash
adjustpage
\end_layout
\end_inset
\begin_inset ERT
status collapsed
\begin_layout Plain Layout
{
\end_layout
\end_inset
1
\begin_inset ERT
status collapsed
\begin_layout Plain Layout
}
\end_layout
\end_inset
\end_layout
\begin_layout Section
El TAD Cola
\end_layout
\begin_layout Standard
\begin_inset Index idx
status collapsed
\begin_layout Plain Layout
TAD!Cola
\end_layout
\end_inset
\begin_inset Index idx
status collapsed
\begin_layout Plain Layout
Cola TAD
\end_layout
\end_inset
\begin_inset Index idx
status collapsed
\begin_layout Plain Layout
implementación!Cola
\end_layout
\end_inset
\begin_inset Index idx
status collapsed
\begin_layout Plain Layout
Cola!implementación con lista
\end_layout
\end_inset
\end_layout
\begin_layout Standard
El TAD Cola se define por la siguiente interfaz:
\end_layout
\begin_layout Description
texttt
\begin_inset ERT
status collapsed
\begin_layout Plain Layout
{
\end_layout
\end_inset
__init__
\begin_inset ERT
status collapsed
\begin_layout Plain Layout
}
\end_layout
\end_inset
: inicializa una Cola vacía.
\end_layout
\begin_layout Description
texttt
\begin_inset ERT
status collapsed
\begin_layout Plain Layout
{
\end_layout
\end_inset
meter
\begin_inset ERT
status collapsed
\begin_layout Plain Layout
}
\end_layout
\end_inset
: agrega un nuevo objeto a la cola.
\end_layout
\begin_layout Description
texttt
\begin_inset ERT
status collapsed
\begin_layout Plain Layout
{
\end_layout
\end_inset
sacar
\begin_inset ERT
status collapsed
\begin_layout Plain Layout
}
\end_layout
\end_inset
: elimina y retorna un objeto de la Cola.
Entre todos los que están dentro de la cola, el objeto retornado fue el
primero en agregarse
\end_layout
\begin_layout Description
texttt
\begin_inset ERT
status collapsed
\begin_layout Plain Layout
{
\end_layout
\end_inset
estaVacia
\begin_inset ERT
status collapsed
\begin_layout Plain Layout
}
\end_layout
\end_inset
: revisa si la cola está vacía.
\end_layout
\begin_layout Section
Cola enlazada
\end_layout
\begin_layout Standard
\begin_inset Index idx
status collapsed
\begin_layout Plain Layout
Cola enlazada
\end_layout
\end_inset
\begin_inset Index idx
status collapsed
\begin_layout Plain Layout
Cola!implementación enlazada
\end_layout
\end_inset
\end_layout
\begin_layout Standard
Esta primera implementación del TAD Cola se denomina
\series bold
Cola enlazada
\series default
porque está compuesta de objetos
\family typewriter
Nodo
\family default
enlazados.
Aquí está la definición:
\end_layout
\begin_layout Standard
\begin_inset ERT
status collapsed
\begin_layout Plain Layout
\backslash
beforeverb
\end_layout
\end_inset
\end_layout
\begin_layout Verbatim
class Cola:
\end_layout
\begin_layout Verbatim
def __init__(self):
\end_layout
\begin_layout Verbatim
self.numElementos = 0
\end_layout
\begin_layout Verbatim
self.primero = None
\end_layout
\begin_layout Verbatim
\end_layout
\begin_layout Verbatim
def estaVacia(self):
\end_layout
\begin_layout Verbatim
return (self.numElementos == 0)
\end_layout
\begin_layout Verbatim
\end_layout
\begin_layout Verbatim
def meter(self, carga):
\end_layout
\begin_layout Verbatim
nodo = Nodo(carga)
\end_layout
\begin_layout Verbatim
nodo.siguiente = None
\end_layout
\begin_layout Verbatim
if self.primero == None:
\end_layout
\begin_layout Verbatim
# si esta vacia este nodo sera el primero
\end_layout
\begin_layout Verbatim
self.primero = nodo
\end_layout
\begin_layout Verbatim
else:
\end_layout
\begin_layout Verbatim
# encontrar el ultimo nodo
\end_layout
\begin_layout Verbatim
ultimo = self.primero
\end_layout
\begin_layout Verbatim
while ultimo.siguiente: ultimo = ultimo.siguiente
\end_layout
\begin_layout Verbatim
# pegar el nuevo
\end_layout
\begin_layout Verbatim
ultimo.siguiente = nodo
\end_layout
\begin_layout Verbatim
self.numElementos = self.numElementos + 1
\end_layout
\begin_layout Verbatim
\end_layout
\begin_layout Verbatim
def sacar(self):
\end_layout
\begin_layout Verbatim
carga = self.primero.carga
\end_layout
\begin_layout Verbatim
self.primero = self.primero.siguiente
\end_layout
\begin_layout Verbatim
self.numElementos = self.numElementos - 1
\end_layout
\begin_layout Verbatim
return carga
\end_layout
\begin_layout Standard
\begin_inset ERT
status collapsed
\begin_layout Plain Layout
\backslash
afterverb
\end_layout
\end_inset
El método
\family typewriter
estaVacia
\family default
es idéntico al de la
\family typewriter
ListaEnlazada
\family default
,
\family typewriter
sacar
\family default
es quitar el enlace del primer nodo.
El método
\family typewriter
meter
\family default
es un poco más largo.
\end_layout
\begin_layout Standard
Si la cola está vacía, le asignamos a
\family typewriter
primero
\family default
el nuevo nodo.
\end_layout
\begin_layout Standard
Si tiene elementos, recorremos la lista hasta el último nodo y pegamos el
nuevo nodo al final.
Podemos detectar si hemos llegado al final de la lista porque el atributo
\family typewriter
siguiente
\family default
tiene el valor
\family typewriter
None
\family default
.
\end_layout
\begin_layout Standard
Hay dos invariantes que un objeto
\family typewriter
Cola
\family default
bien formado debe cumplir.
El valor de
\family typewriter
numElementos
\family default
debe ser el número de nodos en la Cola, y el último nodo debe tener en
\family typewriter
siguiente
\family default
el valor
\family typewriter
None
\family default
.
Verifique que este método satisfaga los dos invariantes.
\end_layout
\begin_layout Section
Desempeño
\end_layout
\begin_layout Standard
\begin_inset Index idx
status collapsed
\begin_layout Plain Layout
desempeño
\end_layout
\end_inset
\end_layout
\begin_layout Standard
Usualmente, cuando llamamos un método, no nos interesan los detalles de
la implementación.
Sin embargo, hay un
\begin_inset Quotes eld
\end_inset
detalle
\begin_inset Quotes erd
\end_inset
que quisiéramos saber ---el desempeño del nuevo método.
¿Cuánto tarda en ejecutarse y cómo cambia el tiempo de ejecución a medida
que el número de objetos en la Cola crece?
\end_layout
\begin_layout Standard
Primero observemos al método
\family typewriter
sacar
\family default
.
\end_layout
\begin_layout Standard
No hay ciclos ni llamados a funciones, así que el tiempo de ejecución de
este método es el mismo cada vez que se ejecuta.
Los métodos de este tipo se denominan operaciones de
\series bold
tiempo constante
\series default
.
De hecho, el método puede ser mas rápido cuando la lista está vacía ya
que no entra al cuerpo del condicional, pero esta diferencia no es significativ
a.
\end_layout
\begin_layout Standard
\begin_inset Index idx
status collapsed
\begin_layout Plain Layout
tiempo constante
\end_layout
\end_inset
\end_layout
\begin_layout Standard
El desempeño de
\family typewriter
meter
\family default
es muy diferente.
En el caso general, tenemos que recorrer la lista para encontrar el último
elemento.
\end_layout
\begin_layout Standard
Este recorrido toma un tiempo proporcional al atributo numElementos de la
lista.
Ya que el tiempo de ejecución es una función lineal de numElementos, se
dice que este método tiene un tiempo de ejecución de
\series bold
tiempo lineal
\series default
.
Comparado con el tiempo constante, es bastante malo.
\end_layout
\begin_layout Standard
\begin_inset Index idx
status collapsed
\begin_layout Plain Layout
tiempo lineal
\end_layout
\end_inset
\end_layout
\begin_layout Section
Cola Enlazada mejorada
\end_layout
\begin_layout Standard
\begin_inset Index idx
status collapsed
\begin_layout Plain Layout
Cola!implementación mejorada
\end_layout
\end_inset
\begin_inset Index idx
status collapsed
\begin_layout Plain Layout
Cola mejorada
\end_layout
\end_inset
\end_layout
\begin_layout Standard
Nos gustaría contar con una implementación del TAD Cola, cuyas operaciones
tomen tiempo constante.
Una forma de hacerlo es manteniendo una referencia al último nodo, como
se ilustra en la figura siguiente:
\end_layout
\begin_layout Standard
\begin_inset ERT
status collapsed
\begin_layout Plain Layout
\backslash
beforefig
\end_layout
\end_inset
\begin_inset ERT
status collapsed
\begin_layout Plain Layout
\backslash
centerline{
\end_layout
\end_inset
\begin_inset Graphics
filename illustrations/queue1.eps
\end_inset
\begin_inset ERT
status collapsed
\begin_layout Plain Layout
}
\end_layout
\end_inset
\begin_inset ERT
status collapsed
\begin_layout Plain Layout
\backslash
afterfig
\end_layout
\end_inset
\end_layout
\begin_layout Standard
La implementación de
\family typewriter
ColaMejorada
\family default
es la siguiente:
\end_layout
\begin_layout Standard
\begin_inset ERT
status collapsed
\begin_layout Plain Layout
\backslash
beforeverb
\end_layout
\end_inset
\end_layout
\begin_layout Verbatim
class ColaMejorada:
\end_layout
\begin_layout Verbatim
def __init__(self):
\end_layout
\begin_layout Verbatim
self.numElementos = 0
\end_layout
\begin_layout Verbatim
self.primero = None
\end_layout
\begin_layout Verbatim
self.ultimo = None
\end_layout
\begin_layout Verbatim
\end_layout
\begin_layout Verbatim
def estaVacia(self):
\end_layout
\begin_layout Verbatim
return (self.numElementos == 0)
\end_layout
\begin_layout Standard
\begin_inset ERT
status collapsed
\begin_layout Plain Layout
\backslash
afterverb
\end_layout
\end_inset
Hasta aquí el único cambio es al nuevo atributo
\family typewriter
ultimo
\family default
.
Este debe ser usado en los métodos
\family typewriter
meter
\family default
y
\family typewriter
sacar
\family default
:
\end_layout
\begin_layout Standard
\begin_inset ERT
status collapsed
\begin_layout Plain Layout
\backslash
beforeverb
\end_layout
\end_inset
\end_layout
\begin_layout Verbatim
class ColaMejorada:
\end_layout
\begin_layout Verbatim
...
\end_layout
\begin_layout Verbatim
def meter(self, carga):