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== Aulas 1 a 3: Apresentação; Introdução ao C == | == Aulas 1 a 3: Apresentação; Introdução ao C == | ||
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== Aulas 4 a 6: Controlo de Fluxo; Funções; Programas == | == 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 | + | 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]]. | 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]]. | ||
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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. | 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 | + | 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]]. | 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]]. | ||
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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 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 | + | 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 == | == Aula 16: Argumentos Variáveis; Bibliotecas == | ||
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== Aulas 19 a 24: Estruturas de Dados Elementares == | == Aulas 19 a 24: Estruturas de Dados Elementares == | ||
| − | Introdução | + | 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 | + | 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. | + | 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 | + | 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 | + | 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) | (na aula 21 foram feitas revisões para o primeiro teste) | ||
| − | == Aula 25: Introdução | + | == Aula 25: Introdução à Análise de Algoritmos == |
| − | Introdução | + | 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. |
== Aula 26: Tipos de Dados Abstractos (ADTs) == | == Aula 26: Tipos de Dados Abstractos (ADTs) == | ||
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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 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. | ||
| − | == Aula 27: ADTs de | + | == Aula 27: ADTs de 1ª ordem == |
| − | Tipos de dados de primeira ordem: motivação. Exemplo de tipo de dados de | + | 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]]. |
| − | == Aulas 28 a 32 | + | == Aulas 28 a 32 Árvores Binárias == |
| − | Anatomia de uma árvore: nós internos e externos; nós vs. folhas. "Rooted trees" vs. "free trees". | + | 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. | + | 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 | + | 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. | |
== Aulas 33 a 34 Algoritmos de Ordenação == | == Aulas 33 a 34 Algoritmos de Ordenação == | ||
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=== Algoritmos elementares === | === Algoritmos elementares === | ||
| − | Algoritmos apresentados (para vectores): selection sort, bubble sort, insert sort. Discussão de aspectos de | + | 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 === | === Algoritmos baseados em propriedades das chaves === | ||
| − | Ordenação por contagem: ''[[Counting Sort|counting sort]]''. | + | Ordenação por contagem: ''[[Counting Sort|counting sort]]''. Princípio de funcionamento; estabilidade. Apresentação de exemplo e discussão de aspectos de eficiência. |
=== Algoritmos eficientes === | === Algoritmos eficientes === | ||
| − | Introdução aos algoritmos de ordenação eficientes: [[Heapsort|heapsort]] (revisões: | + | 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 | + | 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. | Uso de cutoff: insert sort para vectores pequenos. Discussão. | ||
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| + | [[category:AED]] | ||
| + | [[category:Ensino]] | ||
Apresentação da disciplina. Apresentação do programa e do método de avaliação.
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.
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.
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 interactiva de caracteres. Aplicação de switch.
Introdução ao uso de ponteiros em C: ponteiros e endereços; ponteiros e vectores/tabelas. Notação (introdução ao uso dos operadores * e &). 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 exemplo prático de gestão de memória. Pilha de strings.
Ponteiros para funções. Apresentação e discussão de exemplo de utilização: algoritmo de procura binária parametrizado com comparador.
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 de dimensão arbitrária (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 assert.
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.
Argumentos variáveis: stdarg. Apresentação de exemplo e discussão das condições de utilização. Bibliotecas em C. Funções para manipulação de ficheiros.
Problemas comuns na programação em C. Apresentação e discussão de exemplos.
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.
Introdução às estruturas de dados. Estruturas de dados elementares: vectores, listas (simplesmente e 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 (isort) numa lista ligada. Árvores binárias completas, equilibradas e completamente preenchidas: organização de elementos. Amontoados: propriedades e organização de dados. Algoritmos de fixUp e 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 fixUp e fixDown. Algoritmo de ordenação de vectores com base em amontoados (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)
Introdução à análise de algoritmos. Crescimento de funções. Notação assimptótica ("notação O"). Comportamentos em várias situações: média, pior caso e melhor caso. Recorrências. Apresentação e discussão de exemplos.
Tipos de dados abstractos: interface, implementação, 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: números complexos. Reescrita como ADT de 1ª ordem. Justificação para o procedimento. Exemplos de ADTs de primeira ordem: FIFO; fila de prioridade com base em amontoado. Ordenação com base em fila de prioridade.
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; implementação vs. conceito. Estruturas de suporte à implementação de árvores binárias. Algoritmos básicos com árvores: contagem de nós e cálculo da altura de uma árvore. 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 e de inserção. Operações de rotação à esquerda e à direita. ADT para tabela de símbolos: 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; partição pela k-ésima menor chave; inserção na raiz; junção de árvores; 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.
Noção de estabilidade.
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 dos algoritmos de ordenação elementar: insert sort, selection sort e bubble sort. Avaliação experimental do algoritmo Shell sort. Estabilidade dos algoritmos.
Ordenação por contagem: counting sort. Princípio de funcionamento; estabilidade. Apresentação de exemplo e discussão de aspectos de eficiência.
Introdução aos algoritmos de ordenação eficientes: heapsort (revisões: princípio de funcionamento do algoritmo; aspectos de implementação; aspectos de eficiência); princípios básicos do funcionamento do quicksort. Função de partição: influência da escolha do pivot: discussão e exemplos de alternativas. 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.