Aula prática Estrutura de Dados

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ROTEIRO DE AULA PRÁTICA

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NOME DA DISCIPLINA: ESTRUTURA DE DADOS

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Unidade: 1 – FUNDAMENTOS DE ESTRUTURAS DE DADOS

Aula: 2 – Listas encadeadas

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OBJETIVOS

ü Analisar os conceitos vistos em aula;
ü Avaliar as teorias por trás da prática;
ü Aprender e realizar a implementação de uma lista encadeada utilizando a linguagem de programação Python.

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SOLUÇÃO DIGITAL

https://www.jetbrains.com/pt-br/pycharm/download/

LINK SOLUÇÃO DIGITAL: https://www.jetbrains.com/pt-br/pycharm/download/

O PyCharm Community Edition é um ambiente de desenvolvimento integrado (IDE) gratuito e de código aberto desenvolvido pela JetBrains. Projetado especialmente para programadores Python, o PyCharm Community oferece uma gama de recursos essenciais para desenvolvimento ágil e eficiente, incluindo edição de código inteligente, depuração avançada, suporte a controle de versão, e integração com frameworks populares como Django e Flask. É uma escolha popular entre desenvolvedores iniciantes e experientes que buscam uma ferramenta robusta e acessível para projetos Python.

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PROCEDIMENTO/ATIVIDADE

ATIVIDADE PROPOSTA:

Implementar uma lista encadeada utilizando a linguagem Python.

A atividade consiste em implementar uma função chamada count_nodes, que recebe uma lista encadeada como parâmetro e retorna o número de nós presentes na lista. A função percorre a lista encadeada usando um loop enquanto incrementa um contador. Ao final do percurso, o valor do contador é retornado.

Nesta atividade, uma lista encadeada deverá ser criada e alguns elementos são adicionados usando o método append. Em seguida, a lista é impressa e a função count_nodes é chamada passando a lista encadeada como argumento. O resultado é então impresso na tela, exibindo o número de nós presentes na lista.

Abaixo segue um espelho da atividade (algoritmo) a ser realizada (código fonte):

class Node:
def init(self, data):

Insira aqui seu codigo…….

Class LinkedList:
def init(self):

Insira aqui seu codigo….

def append(self, data):

Insira aqui seu codigo….

def print_list(self):

Insira aqui seu codigo…..

Implementar uma função para contar o número de nós em uma lista encadeada.

def count_nodes(linked_list):

Insira aqui seu codigo

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PROCEDIMENTOS PARA A REALIZAÇÃO DA ATIVIDADE:

1. Acesse o link: https://www.jetbrains.com/pt-br/pycharm/download/ e escolha a versão “Community” e clique em Baixar.
2. Ao executar o instalador do PyCharm, selecione a opção “Next”.
3. Escolha a pasta de instalação e clique em “Next”.
4. Escolha entre instalar o software 32 ou 64 bits, de acordo com seu sistema operacional. Marque também a opção . py.
5. Clique em Install para finalizar a instalação.

Pronto! A sua IDE está instalada e pronta para uso!

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CHECKLIST

• Saber os conceitos de uma lista ligada.
• Utilizar a linguagem Python, para implementar uma lista ligada.
• Realizar a impressão do número de nós.

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RESULTADOS

O trabalho deverá ser entregue em arquivo Word atendendo as etapas de produção e utilizando os recursos solicitados no roteiro.

• O arquivo deverá conter:
• Capa;
• Folha de rosto com os dados da disciplina e do aluno;
• O código do problema proposto.

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RESULTADOS DE APRENDIZAGEM

Espera-se que o aluno seja capaz de desenvolver uma solução em Python para o problema proposto.

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Unidade: 2 – ESTRUTURA DE DADOS ÁRVORES

Aula: 4 – Árvores AVL

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OBJETIVOS

ü Analisar os conceitos vistos em aula;
ü Avaliar as teorias pro trás da prática;
ü Aprender e realizar uma implementação de uma árvore AVL utilizando a linguagem de programação Python.

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SOLUÇÃO DIGITAL

https://www.jetbrains.com/pt-br/pycharm/download/

LINK SOLUÇÃO DIGITAL: https://www.jetbrains.com/pt-br/pycharm/download/

O PyCharm Community Edition é um ambiente de desenvolvimento integrado (IDE) gratuito e de código aberto desenvolvido pela JetBrains. Projetado especialmente para programadores Python, o PyCharm Community oferece recursos essenciais para desenvolvimento ágil e eficiente.

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PROCEDIMENTO/ATIVIDADE

ATIVIDADE PROPOSTA:

Implementar o seguinte problema utilizando a linguagem Python.

Você foi contratado como um desenvolvedor de software para um novo jogo de Pokémon e recebeu a tarefa de implementar um sistema eficiente de gerenciamento de Pokémon utilizando uma Árvore AVL. Cada Pokémon no jogo é caracterizado por um nome e um valor de força, que é um número inteiro.

Objetivos do Exercício:

1. Implementação da Árvore AVL:
   Implemente uma Árvore AVL que armazene informações sobre cada Pokémon.
2. Funcionalidade de Busca:
   Desenvolva uma função para buscar Pokémon na árvore pelo nome.
3. Funcionalidade de Listagem:
   Crie uma função para listar todos os Pokémon da árvore em ordem decrescente de força.
4. Busca e Remoção:
   Implemente funções para remover Pokémon da árvore por nome, mantendo as propriedades da Árvore AVL.

Detalhes Adicionais:
A Árvore AVL deve ajustar-se automaticamente para manter o equilíbrio após inserções e remoções.
As operações devem manter complexidade logarítmica.

Testes:
Buscar Pokémon por nome.
Listar Pokémon em ordem decrescente.
Testar remoções mantendo balanceamento.

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CHECKLIST

• Saber os conceitos de uma AVL.
• Utilizar a linguagem Python para implementar o problema proposto.
• Realizar as rotações corretamente.
• Contemplar tudo que é exigido no exercício.

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RESULTADOS

O trabalho deverá ser entregue em arquivo Word contendo:

• Capa;
• Folha de rosto;
• Código com a solução do problema.

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RESULTADOS DE APRENDIZAGEM

Espera-se que o aluno seja capaz de desenvolver uma solução em Python para o problema proposto.

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Unidade: 3 – GRAFOS E SUAS OPERAÇÕES

Aula: 4 – Algoritmos para grafos em Python

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OBJETIVOS

ü Analisar os conceitos vistos em aula;
ü Avaliar as teorias pro trás da prática;
ü Aprender e realizar uma implementação de um algoritmo de caminho mínimo para grafos utilizando Python.

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ATIVIDADE PROPOSTA

Implementar o problema proposto utilizando a linguagem Python.

Desenvolver uma aplicação para calcular a rota mais rápida entre dois pontos utilizando o algoritmo de Dijkstra.

Requisitos:

• Implementar a classe Grafo com listas de adjacência.
• Criar método para encontrar o caminho mais curto.
• Criar função main para instanciar o grafo e executar o algoritmo.

Exemplo:
Vértices: A, B, C, D, E
Arestas: A -> B (4), A -> C (2), B -> C (5), B -> D (10), C -> E (3), D -> E (4), E -> A (7)

Resultado esperado:
“A -> C -> E” com custo total de 5.

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CHECKLIST

• Saber os conceitos do algoritmo de Dijkstra.
• Utilizar Python para implementar grafos.
• Apresentar o menor caminho corretamente.

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RESULTADOS

Entrega em arquivo Word contendo:

• Capa;
• Folha de rosto;
• Código com a solução do problema.

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RESULTADOS DE APRENDIZAGEM

Espera-se que o aluno seja capaz de desenvolver uma solução em Python para o problema proposto.

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Unidade: 4 – ESTRUTURAS DE DADOS AVANÇADAS E ANÁLISE DE DADOS

Aula: 2 – Análise de dados estruturados

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OBJETIVOS

ü Analisar os conceitos vistos em aula;
ü Avaliar as teorias pro trás da prática;
ü Aprender e realizar uma implementação análise de dados estruturados utilizando Python.

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ATIVIDADE PROPOSTA

Implementar uma análise de rede social utilizando grafos e a biblioteca NetworkX.

Objetivos:

• Modelar a rede social como um grafo.
• Implementar classe SocialNetwork.
• Implementar classe User.
• Detectar comunidades.
• Calcular métricas de centralidade.
• Analisar subgrafos.

Parte 1: Criação das Classes

Classe SocialNetwork:
Atributo graph (NetworkX).
Métodos: add_user, remove_user, connect_users, disconnect_users, find_communities, user_centralities, analyze_subgraph.

Classe User:
Atributos user_id e data.
Métodos getter/setter.

Parte 2: Script de Teste

• Instanciar SocialNetwork.
• Adicionar/remover usuários.
• Identificar comunidades.
• Calcular centralidades.
• Analisar subgrafos.

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CHECKLIST

• Saber utilizar a biblioteca NetworkX.
• Utilizar Python para implementar o problema proposto.
• Utilizar as classes e métodos propostos.

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RESULTADOS

Entrega em arquivo Word contendo:

• Capa;
• Folha de rosto;
• Código com a solução para o problema.

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RESULTADOS DE APRENDIZAGEM

Espera-se que o aluno seja capaz de desenvolver uma solução em Python para o problema proposto.

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