En este artículo, aprenderemos sobre ADT, pero antes de comprender qué es ADT, consideremos los diferentes tipos de datos integrados que se nos proporcionan. Los tipos de datos como int, float, double, long, etc. se consideran tipos de datos integrados y podemos realizar operaciones básicas con ellos como suma, resta, división, multiplicación, etc. Ahora bien, puede haber una situación en la que Necesitamos operaciones para nuestro tipo de datos definido por el usuario que deben definirse. Estas operaciones sólo se pueden definir cuando las necesitemos. Entonces, para simplificar el proceso de resolución de problemas, podemos crear estructuras de datos junto con sus operaciones, y las estructuras de datos que no están integradas se conocen como tipo de datos abstractos (ADT).

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El tipo de datos abstracto (ADT) es un tipo (o clase) de objetos cuyo comportamiento está definido por un conjunto de valores y un conjunto de operaciones. La definición de ADT solo menciona qué operaciones se realizarán, pero no cómo se implementarán. No especifica cómo se organizarán los datos en la memoria y qué algoritmos se utilizarán para implementar las operaciones. Se llama abstracto porque ofrece una visión independiente de la implementación.

El proceso de proporcionar sólo lo esencial y ocultar los detalles se conoce como abstracción.

El usuario de Por lo tanto, un usuario sólo necesita saber qué puede hacer un tipo de datos, pero no cómo se implementará. Piense en ADT como una caja negra que oculta la estructura interna y el diseño del tipo de datos. Ahora definiremos tres ADT, a saber Lista TDA, Cola TDA.

1. Listar TDA

Vías de lista

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• Los datos generalmente se almacenan en una secuencia de claves en una lista que tiene una estructura principal que consta de contar , punteros y dirección de la función de comparación necesario para comparar los datos de la lista.
• El nodo de datos contiene el puntero a una estructura de datos y a puntero autorreferencial que apunta al siguiente nodo de la lista.
• El Listar funciones ADT se da a continuación:
• get(): devuelve un elemento de la lista en cualquier posición determinada.
• insert(): inserta un elemento en cualquier posición de la lista.
• remove(): elimina la primera aparición de cualquier elemento de una lista que no esté vacía.
• removeAt(): elimina el elemento en una ubicación especificada de una lista que no esté vacía.
• reemplazar(): reemplaza un elemento en cualquier posición por otro elemento.
• size(): devuelve el número de elementos de la lista.
• isEmpty(): devuelve verdadero si la lista está vacía; de lo contrario, devuelve falso.
• isFull(): devuelve verdadero si la lista está llena; de lo contrario, devuelve falso.

2. Apilar ADT

Vista de la pila

• En la implementación de Stack ADT, en lugar de almacenar datos en cada nodo, se almacena el puntero a los datos.
• El programa asigna memoria para el datos y DIRECCIÓN se pasa a la pila ADT.
• El nodo principal y los nodos de datos están encapsulados en el ADT. La función que llama solo puede ver el puntero a la pila.
• La estructura del encabezado de la pila también contiene un puntero a arriba y contar del número de entradas actualmente en la pila.
• push(): inserta un elemento en un extremo de la pila llamado top.
• pop(): elimina y devuelve el elemento en la parte superior de la pila, si no está vacío.
• peek(): devuelve el elemento en la parte superior de la pila sin eliminarlo, si la pila no está vacía.
• size(): devuelve el número de elementos en la pila.
• isEmpty(): devuelve verdadero si la pila está vacía; de lo contrario, devuelve falso.
• isFull(): devuelve verdadero si la pila está llena; de lo contrario, devuelve falso.

3. Cola ADT

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Vista de la cola

• El tipo de datos abstractos de cola (ADT) sigue el diseño básico del tipo de datos abstractos de pila.
• Cada nodo contiene un puntero vacío al datos y el puntero de enlace al siguiente elemento de la cola. La responsabilidad del programa es asignar memoria para almacenar los datos.
• enqueue(): inserta un elemento al final de la cola.
• dequeue(): elimina y devuelve el primer elemento de la cola, si la cola no está vacía.
• peek(): devuelve el elemento de la cola sin eliminarlo, si la cola no está vacía.
• size(): devuelve el número de elementos en la cola.
• isEmpty(): devuelve verdadero si la cola está vacía; de lo contrario, devuelve falso.
• isFull(): devuelve verdadero si la cola está llena; de lo contrario, devuelve falso.

Características de la TDA:

Los tipos de datos abstractos (ADT) son una forma de encapsular datos y operaciones sobre esos datos en una sola unidad. Algunas de las características clave de los ADT incluyen:

• Abstracción: El usuario no necesita conocer la implementación de la estructura de datos, solo se proporcionan los elementos esenciales.
• Mejor conceptualización: ADT nos brinda una mejor conceptualización del mundo real.
• Robusto: El programa es robusto y tiene la capacidad de detectar errores.
• Encapsulación : Los ADT ocultan los detalles internos de los datos y proporcionan una interfaz pública para que los usuarios interactúen con los datos. Esto permite un mantenimiento y modificación más sencillos de la estructura de datos.
• Abstracción de datos : Los ADT proporcionan un nivel de abstracción de los detalles de implementación de los datos. Los usuarios sólo necesitan saber las operaciones que se pueden realizar con los datos, no cómo se implementan esas operaciones.
• Independencia de la estructura de datos : Los ADT se pueden implementar utilizando diferentes estructuras de datos, como matrices o listas vinculadas, sin afectar la funcionalidad del ADT.
• Ocultación de información: Los ADT pueden proteger la integridad de los datos al permitir el acceso solo a usuarios y operaciones autorizados. Esto ayuda a evitar errores y uso indebido de los datos.
• Modularidad : Los ADT se pueden combinar con otros ADT para formar estructuras de datos más grandes y complejas. Esto permite una mayor flexibilidad y modularidad en la programación.

En general, los ADT proporcionan una herramienta poderosa para organizar y manipular datos de manera estructurada y eficiente.

Los tipos de datos abstractos (ADT) tienen varias ventajas y desventajas que deben considerarse al decidir utilizarlos en el desarrollo de software. Estas son algunas de las principales ventajas y desventajas del uso de ADT:

Ventajas:

• Encapsulación : Los ADT proporcionan una forma de encapsular datos y operaciones en una sola unidad, lo que facilita la gestión y modificación de la estructura de datos.
• Abstracción : Los ADT permiten a los usuarios trabajar con estructuras de datos sin tener que conocer los detalles de implementación, lo que puede simplificar la programación y reducir errores.
• Independencia de la estructura de datos : Los ADT se pueden implementar utilizando diferentes estructuras de datos, lo que puede facilitar la adaptación a las necesidades y requisitos cambiantes.
• Ocultación de información : Los ADT pueden proteger la integridad de los datos controlando el acceso y evitando modificaciones no autorizadas.
• Modularidad : Los ADT se pueden combinar con otros ADT para formar estructuras de datos más complejas, lo que puede aumentar la flexibilidad y la modularidad en la programación.

Desventajas:

• Gastos generales : La implementación de ADT puede agregar gastos generales en términos de memoria y procesamiento, lo que puede afectar el rendimiento.
• Complejidad : Las ADT pueden ser complejas de implementar, especialmente para estructuras de datos grandes y complejas.
• Aprendiendo Curva: El uso de ADT requiere conocimiento de su implementación y uso, lo que puede requerir tiempo y esfuerzo para aprender.
• Flexibilidad limitada: Algunos ADT pueden tener una funcionalidad limitada o pueden no ser adecuados para todos los tipos de estructuras de datos.
• Costo : La implementación de TDA puede requerir recursos e inversiones adicionales, lo que puede aumentar el costo de desarrollo.

En general, las ventajas de los ADT suelen superar las desventajas y se utilizan ampliamente en el desarrollo de software para gestionar y manipular datos de forma estructurada y eficiente. Sin embargo, es importante considerar las necesidades y requisitos específicos de un proyecto al decidir si se utilizan ADT.

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A partir de estas definiciones, podemos ver claramente que las definiciones no especifican cómo se representarán estos TDA y cómo se llevarán a cabo las operaciones. Puede haber diferentes formas de implementar un ADT, por ejemplo, el ADT de lista se puede implementar utilizando matrices, una lista enlazada individualmente o una lista doblemente enlazada. De manera similar, Stack ADT y Queue ADT se pueden implementar utilizando matrices o listas vinculadas.