Agradecimientos. Nota de los autores. 1 Problemas, algoritmos y programas 1


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1 Prologo Agradecimientos Nota de los autores Índice general I III V VII 1 Problemas, algoritmos y programas Programas y la actividad de la programación Lenguajes y modelos de programación La programación orientada a objetos. El lenguaje Java Un mismo ejemplo en diferentes lenguajes Objetos, clases y programas Estructura básica de una clase: atributos y métodos Creación y uso de objetos: operadores new y La organización en paquetes del lenguaje Java La herencia. Jerarquía de clases, la clase Object Edición, compilación y ejecución en Java Errores en los programas. Excepciones Uso de comentarios. Documentación de programas Problemas propuestos VII

2 3 Variables y asignación. Tipos de datos elementales. Bloques Tipos de datos Variables Expresiones y asignación. Compatibilidad de tipos Constantes. Modificador final Algunas consideraciones sintácticas sobre identificadores Tipos numéricos Tipos enteros Tipos reales Compatibilidad y conversión de tipos Operadores aritméticos Desbordamiento Tipo carácter Tipo lógico Operadores relacionales Operadores lógicos Precedencia de operadores Bloques de instrucciones Problemas propuestos Tipos de datos: clases y referencias Un nuevo ejemplo de definición de una clase Inicialización de los atributos Representación en memoria de los objetos. Variables referencia Declaración de variables. Operador new El operador de acceso La asignación Copia de objetos El operador == y el método equals El garbage collector Información de clase. Modificador static VIII 4.5 Problemas propuestos

3 5 Métodos Definición y uso de métodos Definición de métodos: métodos de clase y de objeto Llamadas a métodos: perfil y sobrecarga Declaración de métodos Modificadores de visibilidad o acceso Tipo de retorno. Instrucción return Lista de parámetros Cuerpo del método. Acceso a variables. Referencia this Clases Programa: el método main Ejecución de una llamada Registro de activación. Pila de llamadas Paso de parámetros por valor Clases Tipo de Dato Funcionalidad básica de una clase Sobrescritura de los métodos implementados en Object Clases de utilidades Documentación de métodos: javadoc Problemas propuestos Algunas clases predefinidas: String, Math. Clases envolventes La clase String Aspectos básicos Concatenación Formación de literales Comparación Algunos métodos La clase Math Constantes y métodos Algunos ejemplos Clases Envolventes Problemas propuestos IX

4 7 Entrada y salida elemental Salida por pantalla System.out.println y System.out.print Salida formateada con printf Entrada desde teclado La clase Scanner Problemas propuestos Estructuras de control: selección Instrucciones condicionales Instrucción if...else Instrucción switch El operador ternario Algunos ejemplos Problemas propuestos Estructuras de control: iteración Iteraciones. El bucle while Diseño de iteraciones Estructura iterativa del problema Terminación de la iteración La instrucción for La instrucción do... while Algunos ejemplos Problemas propuestos Arrays: definición y aplicaciones 221 X 10.1 Arrays unidimensionales Declaración y creación. Atributo length Acceso a las componentes Uso Arrays multidimensionales Declaración y creación Acceso a las componentes

5 10.3 Tratamiento secuencial y directo de un array Acceso secuencial: recorrido y búsqueda Acceso directo Representación de una secuencia de datos dinámica usando un array Problemas propuestos Recursividad Diseño de un método recursivo Tipos de recursividad Recursividad y pila de llamadas Algunos ejemplos Recursividad con arrays: recorrido y búsqueda Esquemas recursivos de recorrido Esquemas recursivos de búsqueda Recursividad con objetos de tipo String Representación de objetos de tipo String y su implicación en la operación substring Recursividad versus iteración Problemas propuestos Análisis del coste de los algoritmos Análisis de algoritmos El coste temporal y espacial de los programas El coste temporal medido en función de los tiempos de las operaciones elementales El coste como una función del tamaño del problema. Talla del problema Paso de programa. El coste temporal definido por conteo de pasos Complejidad asintótica Comparación de los costes de los algoritmos Introducción a la notación asintótica Algunas propiedades de los conjuntos Θ, O y Ω La jerarquía de complejidades Uso de la notación asintótica Análisis por casos Caso mejor, caso peor y coste promedio XI

6 Ejemplos: algoritmos de recorrido y búsqueda Análisis del coste de los algoritmos Análisis del coste de los algoritmos iterativos Otra unidad de medida temporal: la instrucción crítica Eficiencia de los algoritmos de recorrido Eficiencia de los algoritmos de búsqueda secuencial Estudio del coste promedio del algoritmo de búsqueda secuencial Análisis del coste de los algoritmos recursivos Planteamiento de la función de coste. Ecuaciones de recurrencia Resolución de las ecuaciones de recurrencia. Teoremas Coste espacial de la recursividad Complejidad de algunos algoritmos numéricos recursivos La multiplicación de números naturales Exponenciación modular Problemas propuestos Ordenación y otros algoritmos sobre arrays Selección directa Inserción directa Intercambio directo o algoritmo de la burbuja Ordenación por mezcla o mergesort Otros algoritmos sobre arrays El algoritmo de mezcla natural El algoritmo de búsqueda binaria Problemas propuestos Extensión del comportamiento de una clase. Herencia 375 XII 14.1 Jerarquía de clases. Clases base y derivadas Diseño de clases base y derivadas: extends, protected y super Uso de una jerarquía de clases. Polimorfismo Tipos estáticos y dinámicos Ejemplo de uso del polimorfismo Más herencia en Java: control de la sobrescritura Métodos y clases finales

7 Métodos y clases abstractos Interfaces y herencia múltiple Organización de las clases en Java La librería de clases del Java Uso de packages Problemas propuestos Tratamiento de errores Fallos de ejecución y su modelo Java La jerarquía Throwable Ampliación de la jerarquía Throwable con excepciones de usuario Tratamiento de excepciones Captura de excepciones: try/catch/finally Propagación de excepciones: throw versus throws Excepciones checked/unchecked Problemas propuestos Entrada y salida: ficheros y flujos La clase File Ficheros de texto Escritura en un fichero de texto Lectura de un fichero de texto Ficheros binarios Escritura en un fichero binario Lectura de un fichero binario Ficheros binarios de acceso aleatorio Otros tipos de flujos Flujos de bytes Flujos de caracteres E/S de objetos Problemas propuestos XIII

8 17 Tipos lineales. Estructuras enlazadas Representación enlazada de secuencias Definición recursiva de secuencias. La clase Nodo Recorrido y búsqueda en secuencias enlazadas Inserción y borrado en secuencias enlazadas Tipos lineales Pilas Colas Listas con punto de interés Problemas propuestos Bibliografía 517 Índice de Figuras 521 Índice de Tablas 529 Contenidos complementarios (ejercicios, etc.) XIV

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