View source for Algoritmos e Estruturas de Dados

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= Bibliografia =

* '''[KR:#]''' [http://vig.prenhall.com/catalog/academic/product/0,4096,0131103628,00.html The C Programming Language] (Kernighan & Ritchie);
* '''[S:#]''' [http://www.aw-bc.com/catalog/academic/product/0,4096,0201314525,00.html Algorithms in C, 3rd edition] (Sedgewick); [http://www.cs.princeton.edu/~rs/ página do autor, código e erratas]
* '''[C:#]''' [http://mitpress.mit.edu/catalog/item/default.asp?sid=4C98D38D-9C98-4DC5-ADC6-1BE9ABECFD8A&ttype=2&tid=8570 Introduction to Algoritms - Second Edition] (Cormen et al.).

Note-se que a bibliografia '''recomendada''' apenas inclui '''[KR:*]''' e '''[S:*]'''.

= Aulas =

== Introdução ao C ==

Instrodução ao ANSI C. Exemplo de programa: hello world. Tipos básicos e aspectos relacionados. Declarações de constantes e variáveis.

Literais em C. Caracteres e cadeias de caracteres: organização em memória. Operadores aritméticos, lógicos e relacionais. Operadores de atribuição. Exemplos. Discussão de problemas.

== Aulas 4 a 6: Controlo de Fluxo; Funções; Programas ==

Revisões sobre tipos básicos e matéria associada. Revisões sobre operadores. Operador condicional. Ordem de execução. Conversão de tipos implícita e explícita. Discussão de aspectos associados. Controlo de fluxo em programas: instruções e blocos. if e if/else.

Controlo de execução em C: ciclos while, for, do/while. Exemplos. Comparação entre ciclos while e ciclos for. Interrupção do desenrolar normal de um ciclo: break e continue. Análise de comportamento nos diferentes ciclos. Funções em C: estrutura geral de uma função. Argumentos e retorno. Exemplos simples: função pop para uma [[Pilha de Inteiros (versão simples)|pilha de inteiros]].

Funções e módulos. Compilação separada. Utilização do pré-processador de C. Visibilidade de variáveis e funções. O uso de static. Exemplos de funções e módulos. Exemplos de funções simples: [[Leitura de Caracteres (programa em C)|leitura interactiva de caracteres]]. Aplicação de switch.

== Aulas 7 a 11: Ponteiros e Gestão de Memória ==

Introdução ao uso de ponteiros em C: ponteiros e endereços; ponteiros e vectores/tabelas. Notação (introdução ao uso dos operadores * e &). [[Strings vs. Vectores de Caracteres|Vectores de caracteres]]. Organização da memória. Apresentação e discussão de exemplos.

Ponteiros e vectores: semelhanças e diferenças. Aritmética de ponteiros. Conversão de ponteiros. Passagem de ponteiros e vectores como argumentos de funções. Apresentação e discussão de exemplos.

Matrizes em C. Acesso multidimensional. Diferenças entre matrizes, vectores e ponteiros: organização da memória. Passagem de argumentos por referência. Gestão de memória dinâmica utilizando malloc e free. Apresentação e discussão de exemplos.

Apresentação e discussão de [[Gestão de Memória (exemplo com pilha)|exemplo prático de gestão de memória]]. [[Pilha de Strings (controlo de falha)|Pilha de strings]].

Ponteiros para funções. Apresentação e discussão de exemplo de utilização: algoritmo de procura binária parametrizado com comparador.

== Aulas 12 a 15: Estruturas em C ==

Tipos estruturados em C. Acesso a campos de estruturas. Ponteiros para estruturas; sintaxes de acesso alternativas. Estruturas e vectores. Apresentação e discussão de exemplos.

Estruturas auto-referenciadas. Apresentação e discussão de exemplos: [[Pilha (dimensão variável)|pilha de dimensão arbitrária]] ([[Gestão de Memória (pilha elástica)|exemplo de cliente]]). Revisões sobre ponteiros para funções. Definição de tipos utilizando typedef.

Apresentação de exemplo de utilização de estruturas em C. Lista duplamente ligada; funções de iteração parametrizadas; funções de inserção e remoção nos extremos: "push" e "pop". Considerações sobre alguns problemas da solução. O uso de <tt>assert</tt>.

Apresentação e discussão de exemplo de aplicação de estruturas em C: construção de uma tabela de símbolos com recurso a função de dispersão; ênfase nos aspectos de organização e gestão de memória, assim como na simplicidade relativa dos acessos aos dados.

== Aula 16: Argumentos Variáveis; Bibliotecas ==

Argumentos variáveis: stdarg. Apresentação de [[Exemplo de stdargs: miniprintf|exemplo]] e discussão das condições de utilização. Bibliotecas em C. [[Funções da Biblioteca Padrão (ficheiros)|Funções para manipulação de ficheiros]].

== Aula 17: Problemas Comuns em C ==

Problemas comuns na programação em C. Apresentação e discussão de exemplos.

== Aula 18: Aspectos de Desempenho ==

Aspectos de desempenho de programas em C: apresentação de programa ilustrativo dos problemas que afectam o desempenho. Apresentação e discussão de algumas alternativas de solução.

== Aulas 19 a 24: Estruturas de Dados Elementares ==

Introdução às estruturas de dados. Estruturas de dados elementares: vectores, listas ([[Listas Simplesmente Ligadas|simplesmente]] e [[Listas Duplamente Ligadas (inteiros)|duplamente]] ligadas). Uso de sentinelas. Apresentação e discussão de exemplos.

Vectores e listas. Algoritmos e dependência da estrutura de dados. Apresentação de ordenação por inserção (isort) com vector e lista ligada sem sentinela. Discussão de aspectos relacionados com as soluções.

Discussão de aspectos relacionados com o uso de sentinelas numa versão de [[Ordenação por Inserção|ordenação por inserção]] (isort) numa lista ligada. Árvores binárias completas, equilibradas e completamente preenchidas: organização de elementos. [[Amontoados]]: propriedades e organização de dados. Algoritmos de [[Amontoados#Algoritmo fixUp|fixUp]] e [[Amontoados#Algoritmo fixDown|fixDown]]. Inserção e remoção de elementos em/de um amontoado. Discussão de aspectos de eficiência sem considerar implementações concretas.

Amontoados: estrutura de dados e representação em memória. Implementação com vector: algoritmos [[Amontoados#Algoritmo fixUp|fixUp]] e [[Amontoados#Algoritmo fixDown|fixDown]]. Algoritmo de ordenação de vectores com base em amontoados ([[Heapsort|heapsort]]). Discussão de aspectos de eficiência.

Filas de prioridades. Impacto da implementação na eficiência: implementação com amontoado e com vector. Discussão. Algoritmo de ordenação baseado em fila de prioridade (PQsort). Introdução aos tipos de dados abstractos (ADTs).

(na aula 21 foram feitas revisões para o primeiro teste)

== Aula 25: Introdução à Análise de Algoritmos ==

Introdução à análise de algoritmos. Crescimento de funções. Notação assimptótica ("notação O"). [[Complexidade de Algoritmos (exemplos)|Comportamentos em várias situações]]: média, pior caso e melhor caso. Recorrências. Apresentação e discussão de exemplos.

== Tipos de Dados Abstractos (ADTs) ==

Tipos de dados abstractos: [[Tipos de Dados Abstractos#Interface|interface]], [[Tipos de Dados Abstractos#Implementação|implementação]], [[Tipos de Dados Abstractos#Cliente|cliente]], item. Motivação para o uso de ADTs. Exemplos de ADTs: pilha; fila de prioridades; fila simples (FIFO) com base em vector e em lista ligada. Exemplos de clientes.

Tipos de dados de primeira ordem: motivação. Exemplo de tipo de dados de 1ª ordem: [[Tipos de Dados de 1ª Ordem: números complexos|números complexos]]. Reescrita como ADT de 1ª ordem. Justificação para o procedimento. Exemplos de ADTs de primeira ordem: [[ADTs de 1ª ordem: Fila|FIFO]]; [[ADTs de 1ª ordem: Fila de Prioridade|fila de prioridade]] com base em amontoado. [[ADTs de 1ª ordem: Fila de Prioridade#Algoritmo de Ordenação|Ordenação com base em fila de prioridade]].

== Árvores Binárias ==

Anatomia de uma árvore: nós internos e externos; nós vs. folhas. "Rooted trees" vs. "free trees". Árvores genéricas: exemplos. Introdução às árvores binárias: definição de árvore binária; [[Estruturas de suporte à implementação de BSTs|implementação]] vs. conceito. Estruturas de suporte à implementação de árvores binárias. [[Exemplos de Algoritmos Básicos com Árvores|Algoritmos básicos com árvores]]: contagem de nós e cálculo da altura de uma árvore. [[Travessias sobre BSTs|Travessias]] recursivas: "pre-order", "in-order", "post-order".

Travessias: algoritmos não recursivos: "pre-order" e "level-order". Discussão: algoritmos recursivos vs. iterativos. Árvores binárias de procura (BSTs - binary search trees). Métodos de construção, de [[Procura numa BST|procura]] e de [[Inserção numa BST|inserção]]. [[Operações de Rotação sobre Árvores Binárias|Operações de rotação à esquerda e à direita]]. [[ADT para tabela de símbolos]]: [[Implementação do ADT Tabela de Símbolos (BST)|implementação baseada em BSTs]].  Apresentação e discussão de implementações dos algoritmos de inserção e procura.

Algoritmos sobre árvores binárias de procura (BSTs): [[Selecção da k-ésima Menor Chave (BST)|selecção da k-ésima menor chave]]; [[Partição pela k-ésima Menor Chave (BST)|partição pela k-ésima menor chave]]; [[Inserção numa BST#Inserção na Raiz|inserção na raiz]]; [[Junção de duas BSTs arbitrárias|junção de árvores]]; [[Remoção de Elementos de uma BST|remoção de um elemento]]. Discussão de aspectos de organização e eficiência; discussão de aspectos relacionados com os processos recursivos.

Árvores equilibradas. Problemas de eficiência das BSTs. Discussão de possíveis soluções: balanceamento explícito e recurso à aleatorização. Árvores 2-3-4 e árvores red-black. Método de construção. Exemplos. Algoritmo de inserção para árvores red-black. Apresentação de exemplo.

== Algoritmos de Ordenação ==

Noção de estabilidade.

=== Algoritmos elementares ===
Algoritmos apresentados (para vectores): selection sort, bubble sort, insert sort. Discussão de aspectos de eficiência. Exemplos. Shell sort. Noção de h-sortedness. Discussão da influência da sequência h na eficiência do algoritmo. Comparação do Shell sort com o insert sort simples. Apresentação e discussão de exemplos de aplicação. [[Avaliação Experimental (ordenação)#Algoritmos Elementares|Avaliação experimental dos algoritmos de ordenação elementar]]: insert sort, selection sort e bubble sort. [[Avaliação Experimental (ordenação)#Shell Sort|Avaliação experimental do algoritmo Shell sort]]. Estabilidade dos algoritmos.

=== Algoritmos baseados em propriedades das chaves ===

Ordenação por contagem: ''[[Counting Sort|counting sort]]''. Princípio de funcionamento; estabilidade. Apresentação de exemplo e discussão de aspectos de eficiência.

=== Algoritmos eficientes ===

Introdução aos algoritmos de ordenação eficientes: [[Heapsort|heapsort]] (revisões: princípio de funcionamento do algoritmo; aspectos de implementação; aspectos de eficiência); princípios básicos do funcionamento do [[Quicksort|quicksort]]. Função de partição: influência da escolha do pivot: discussão e exemplos de alternativas. [[Avaliação Experimental (ordenação)#Quicksort vs. Heapsort|Avaliação experimental comparativa]] do quicksort e do heapsort.

Ordenação por fusão: mergesort. Operação de fusão de vectores ordenados. Fusão abstracta in-place. Versões top-down e bottom-up do algoritmo mergesort. Requisitos para a estabilidade da ordenação. Apresentação de exemplos de aplicação. Discussão de aspectos de eficiência em espaço e tempo. Mergesort sem cópia. Avaliação experimental do mergesort.

Uso de cutoff: insert sort para vectores pequenos. Discussão.

[[category:AED]]
[[category:Ensino]]