1. Listas En Ciencias de la Computación, una lista enlazada es una de las estructuras de datos fundamentales, y puede ser usada para implementar otras estructuras de datos. Consiste en una secuencia de nodos, en los que se guardan campos de datos arbitrarios y una o dos referencias(punteros) al nodo anterior y/o posterior. El principal beneficio de las listas enlazadas respecto a los array convencionales es que el orden de los elementos enlazados puede ser diferente al orden de almacenamiento en la memoria o el disco, permitiendo que el orden de recorrido de la lista sea diferente al de almacenamiento. Una lista enlazada es un tipo de dato auto-referenciado porque contienen un puntero o link a otro dato del mismo tipo. Las listas enlazadas permiten inserciones y eliminación de nodos en cualquier punto de la lista en tiempo constante (suponiendo que dicho punto está previamente identificado o localizado), pero no permiten un acceso aleatorio. Existen diferentes tipos de listas enlazadas: Lista Enlazadas Simples, Listas Doblemente Enlazadas, Listas Enlazadas Circulares y Listas Enlazadas Doblemente Circulares. Las listas enlazadas pueden ser implementadas en muchos lenguajes. Lenguajes tales como Lisp y Scheme tiene estructuras de datos ya construidas, junto con operaciones para acceder a las listas enlazadas. Lenguajes imperativos u orientados a objetos tales como C o C++ yJava, respectivamente, disponen de referencias para crear listas enlazadas. Tipos de Listas Enlazadas Listas enlazadas lineales Listas simples enlazadas La lista enlazada básica es la lista enlazada simple la cual tiene un enlace por nodo. Este enlace apunta al siguiente nodo en la lista, o al valor NULL o a la lista vacía, si es el último nodo. Una lista enlazada simple contiene dos valores: el valor actual del nodo y un enlace al siguiente nodo Lista Doblemente Enlazada Un tipo de lista enlazada más sofisticado es la lista doblemente enlazada o lista enlazadas de dos vías. Cada nodo tiene dos enlaces: uno apunta al nodo anterior, o apunta al valor NULL si es el primer nodo; y otro que apunta al nodo siguiente, o apunta al valor NULL si es el último nodo. Una lista doblemente enlazada contiene tres valores: el valor, el link al nodo siguiente, y el link al anterior En algún lenguaje de muy bajo nivel, XOR-Linking ofrece una vía para implementar listas doblemente enlazadas, usando una sola palabra para ambos enlaces, aunque el uso de esta técnica no se suele utilizar. Listas enlazadas circulares En una lista enlazada circular, el primer y el último nodo están unidos juntos. Esto se puede hacer tanto para listas enlazadas simples como para las doblemente enlazadas. Para recorrer una lista enlazada circular podemos empezar por cualquier nodo y seguir la lista en cualquier dirección hasta que se regrese hasta el nodo original. Desde otro punto de vista, las listas enlazadas circulares pueden ser vistas como listas sin comienzo ni fin. Este tipo de listas es el más usado para dirigir buffers para “ingerir” datos, y para visitar todos los nodos de una lista a partir de uno dado. Una lista enlazada circular que contiene tres valores enteros Listas enlazadas circulares simples Cada nodo tiene un enlace, similar al de las listas enlazadas simples, excepto que el siguiente nodo del último apunta al primero. Como en una lista enlazada simple, los nuevos nodos pueden ser solo eficientemente insertados después de uno que ya tengamos referenciado. Por esta razón, es usual quedarse con una referencia solamente al último elemento en una lista enlazada circular simple, esto nos permite rápidas inserciones al principio, y también permite accesos al primer nodo desde el puntero del último nodo. 1 Lista Enlazada Doblemente Circular En una lista enlazada doblemente circular, cada nodo tiene dos enlaces, similares a los de la lista doblemente enlazada, excepto que el enlace anterior del primer nodo apunta al último y el enlace siguiente del último nodo, apunta al primero. Como en una lista doblemente enlazada, las inserciones y eliminaciones pueden ser hechas desde cualquier punto con acceso a algún nodo cercano. Aunque estructuralmente una lista circular doblemente enlazada no tiene ni principio ni fin, un puntero de acceso externo puede establecer el nodo apuntado que está en la cabeza o al nodo cola, y así mantener el orden tan bien como en una lista doblemente enlazada. Nodos Centinelas A veces las listas enlazadas tienen un nodo centinela (también llamado falso nodo o nodo ficticio) al principio y/o al final de la lista, el cual no es usado para guardar datos. Su propósito es simplificar o agilizar algunas operaciones, asegurando que cualquier nodo tiene otro anterior o posterior, y que toda la lista (incluso alguna que no contenga datos) siempre tenga un “primer y último” nodo. La clase LinkedNode en C#. Interfaz Ilist Las listas (List) en C# son colecciones de datos mucho más potentes y funcionales que los arrays, por lo que su uso es muy común en el desarrollo de aplicaciones. Y es que con las listas (List) todo se hace mucho más sencillo. Ahorramos código y disponemos de los métodos que siempre soñamos tener en la clase Array. En este tutorial veremos como crear nuestra propia lista de elementos usando nodos enlazables, así como programar los métodos Add, Insert, Remove, IndexOf, Contains, Clear y otras funciones disponibles en la Interfaz IList. ¿Qué es un nodo enlazable?Un nodo enlazable es una clase que tiene principalmente un valor de tipo object y un enlace hacia el nodo siguiente. ¿Para que sirve?Los nodos enlazables pueden ser utilizados para almacenar los elementos de la lista que queremos crear. De igual manera podríamos usar un array, pero además de ser mucho más costoso, a mí me gustan más los nodos enlazables. Por tanto esta sería la clase Nodo: Ahora que ya tenemos nuestra clase Nodo, crearemos nuestra lista. Una clase a la que llamaremos ListaEnlazable. Como todas, las listas van a tener las mismas funcionalidades, las que heredaremos de una interfaz llamada IList. Para quienes no lo saben, una interfaz es una especie de plantilla, con un conjunto de métodos y propiedades definidas pero no programadas y que las podemos usar en clases y estructuras. Para usar la interfaz Ilist creamos la clase ListaEnlazable y heredamos de la interfaz Ilist que viene por defecto con el Visual Studio. Luego hacemos clic derecho sobre Ilist y seleccionamos Implementar Interfaz (Implement interface): Pues bien, ahora vamos a crear las variables necesarias para programar cada uno de los métodos de la interfaz Ilist. Necesitaremos dos Nodos: primero y último, para poder recorrer la lista, y empezar desde algún lugar. Además podríamos necesitar un contador, que permita saber la cantidad de elementos que hay en un momento dado. Y el constructor por defecto lo único que haría es inicializar las variables, para crear una nueva ListaEnlazable vacía. De esta forma, tendríamos algo como lo siguiente: public void Add(object x) La función de este método es añadir un elemento al final de la lista. Veamos la implementación de Add: Como ven, es muy sencillo, solo hay que crear un nuevo nodo, enlazar el último con este nuevo nodo y luego poner este nodo como último. public void Insert(int index, object x) Añade un elemento a la lista, pero a diferencia de Add(object x), este lo inserta en una posición dada. Como ven, hay que recorrer la lista hasta encontrar la posición donde queremos insertar el elemento. public int IndexOf(object x) Devuelve la posición de un elemento de la lista. Al final, si este método no encuentra el elemento x en la lista, retorna -1, veamos como usar esto en el siguiente método. public bool Contains(object x) Este método nos dice si un elemento está o no en la lista. Devuelve true en caso de que la lista contenga al elemento x y false en caso contrario. La operación es muy simple, pues usamos IndexOf(x) que ya está implementado en esta clase. public void Remove(object x) Método para quitar el elemento x de la lista. Simplemente busca el elemento en la lista y actualiza la propiedad siguiente saltándose el nodo cuyo valor es x. Nos quedan dos métodos que deberás implementar tú mismo, usando los algoritmos que ya hemos visto en la clase ListaEnlazable: public void RemoveAt(int index) Elimina de la lista el elemento que está en la posición index. Public void Clear() Clear no recibe ningún parámetro y su función es reiniciar la lista, o sea vaciarla. Fíjense en el constructor. Public object this [int index] Por último, veamos cómo programar el indexer, una especie de propiedad que permite seleccionar el elemento de la lista especificando una posición, como hacemos con el array, por ejemplo: No se asusten porque el código es un poco largo, fíjense que es casi lo mismo en el get y en el set, la diferencia está en que get es para leer el elemento, y set para cambiarlo.