Lista Encadeada Simples (Linked List)

Tópicos

• Descrição
• Estrutura
• Vantagens
• Desvantagens
• TAD
• Funções implementadas

Descrição

• Uma lista encadeada simples em C é uma estrutura de dados que consiste em nós ligados em uma sequência, onde cada nó contém dois campos: um campo de dados para armazenar informações e um ponteiro que aponta para o próximo nó na lista.

• Chamos cada elemento da lista de nó, e um conjunto de nós é chamado de lista encadeada.

Estrutura

struct lista
{
    int info;
    struct lista *prox;
};

• Info: Representa o dado armazenado na lista, que, no exemplo acima, é um valor inteiro. No entanto, pode ser utilizado para armazenar qualquer tipo de dado, inclusive estruturas (como a struct aluno, por exemplo).

• Prox: Armazena o endereço do próximo elemento da lista. Em outras palavras, cada nó mantém um ponteiro para o próximo elemento usando este campo.

Vantagens

1. Alocação Dinâmica de Memória: Permite a alocação dinâmica de memória, facilitando a adição e remoção de elementos conforme necessário.

2. Inserção e Exclusão Eficientes: Inserir ou excluir elementos no início é eficiente, minimizando a necessidade de deslocamento de dados.

3. Redimensionamento Dinâmico: A lista pode crescer ou encolher conforme necessário, adequando-se a tamanhos variáveis de dados.

Desvantagens

1. Acesso direto ineficiente: O acesso a um elemento específico requer percorrer a lista, o que é menos eficiente que arrays para acesso direto por índice.

2. Gasto de memória extra por elemento: Cada nó requer espaço extra para o ponteiro, aumentando o consumo de memória em comparação com arrays.

3. Complexidade de implementação: Implementar operações pode ser mais complexo devido à gestão de ponteiros e alocação dinâmica de memória.

TAD lista

Porque utilizar uma TAD?

• Reutilização de Código: Uma vez que as operações da lista estão encapsuladas no TAD Lista, elas podem ser reutilizadas em diferentes partes do código ou em projetos diferentes sem a necessidade de reimplementação. Isso economiza tempo e esforço.

• Encapsulamento: O TAD Lista permite encapsular a implementação da lista. Isso significa que você pode mudar a implementação interna da lista sem afetar o código que a utiliza.

• Ocultação de Complexidade: A implementação de estruturas de dados como listas encadeadas pode ser complexa, envolvendo alocação de memória, gerenciamento de ponteiros e manipulação de nós. O TAD Lista oculta essa complexidade, tornando mais fácil para outros desenvolvedores usar a lista sem se preocupar com os detalhes complicados.

• Padronização: O TAD Lista estabelece um conjunto padrão de operações e nomes para trabalhar com listas. Isso torna o código mais consistente e fácil de entender para qualquer desenvolvedor.

• Facilita a Depuração: Se ocorrer um erro em uma operação da lista, é mais fácil depurar(Achar o erro) quando você tem uma interface clara e bem definida para a lista. Você pode isolar o problema mais facilmente.

• Documentação: O TAD Lista serve como documentação clara das operações suportadas pela lista. Isso ajuda a vocês (desenvolvedores) a entender como usar a lista corretamente.

Algumas funções da TAD Lista:

lst_cria

• Descrição: Cria uma lista encadeada vazia.

Lista *lst_cria(void)
{
    return NULL;
}

• Uso:

Lista *lista = lst_cria();

lst_insere

• Descrição: Insere um novo elemento no início da lista.

Lista *lst_insere(Lista *l, int v)
{
    Lista *novo = (Lista *)malloc(sizeof(Lista));
    if (novo == NULL)
    {
        printf("[ERRO] Memória insuficiente!");
        exit(1);
    }
    novo->info = v;
    novo->prox = l;
    return novo;
}

• Uso:

lista = lst_insere(lista, 42);

lst_vazia

• Descrição: Verifica se a lista está vazia.

int lst_vazia(Lista *l)
{
    return (l == NULL);
}

• Uso:

if (lst_vazia(lista)) {
    printf("A lista está vazia.\n");
}

lst_imprime

• Descrição: Imprime os elementos da lista.

void lst_imprime(Lista *l)
{
    Lista *p;
    for (p = l; p != NULL; p = p->prox)
    {
        printf(" Info = %d \n", p->info);
    }
}

• Uso:

lst_imprime(lista);

lst_busca

• Descrição: Busca por um elemento na lista.

Lista *lst_busca(int elemento, Lista *l)
{
    Lista *p;
    for (p = l; p != NULL; p = p->prox)
    {
        if (p->info == elemento)
            return p;
    }
    return NULL;
}

• Uso:

Lista *resultado = lst_busca(42, lista);

lst_retira

• Descrição: Remove um elemento da lista.

Lista *lst_retira(Lista *l, int v)
{
    Lista *ant = NULL;
    Lista *p = l;
    while (p->info != v)
    {
        if (p == NULL)
            return l;
        ant = p;
        p = p->prox;
    }
    if (ant == NULL)
        l = p->prox;
    else
        ant->prox = p->prox;
    free(p);
    return l;
}

• Uso:

lista = lst_retira(lista, 42);

lst_libera

• Descrição: Libera a memória ocupada pela lista.

void lst_libera(Lista *l)
{
    Lista *p = l;
    Lista *t;
    while (p != NULL)
    {
        t = p->prox;
        free(p);
        p = t;
    }
}

• Uso:

lst_libera(lista);

lst_insere_ordenada

• Descrição: Insere um elemento de forma ordenada na lista.

Lista *lst_insere_ordenada(Lista *l, int v)
{
    Lista *novo;
    Lista *ant = NULL;
    Lista *p = l;
    while (p != NULL && p->info < v)
    {
        ant = p;
        p = p->prox;
    }
    novo = (Lista *)malloc(sizeof(Lista));
    novo->info = v;
    if (ant == NULL)
    {
        novo->prox = l;
        l = novo;
    }
    else
    {
        novo->prox = ant->prox;
        ant->prox = novo;
    }
    return l;
}

• Uso:

lista = lst_insere_ordenada(lista, 42);

lst_ler_arquivo

• Descrição: Lê valores de um arquivo e insere na lista.

Lista *lst_ler_arquivo(char *nome_arquivo)
{
    FILE *arquivo;
    int valor;
    Lista *l = lst_cria();
    arquivo = fopen(nome_arquivo, "r");
    if (arquivo == NULL)
    {
        printf("Erro ao abrir o arquivo!\n");
        exit(1);
    }
    while (fscanf(arquivo, "%d", &valor) != EOF)
    {
        l = lst_insere(l, valor);
    }
    fclose(arquivo);
    return l;
}

• Uso:

lista = lst_ler_arquivo("dados.txt");