Aula prática Estrutura de dados

Descrição

Aula prática Estrutura de dados

ROTEIRO DE AULA PRÁTICA
NOME DA DISCIPLINA: ESTRUTURA DE DADOS

Unidade: 1 – FUNDAMENTOS DE ESTRUTURAS DE DADOS
Aula: 2 – Listas encadeadas

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.
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.
.

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.

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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

PROCEDIMENTOS PARA A REALIZAÇÃO DA ATIVIDADE:
1. Acesse o link: https://www.jetbrains.com/pt-br/pycharm/download/ que exibirá a Figura a
seguir. Escolha a versão “Community” e clique em Baixar.

4
2. Ao executar o instalador do PyCharm, será apresentado a Tela a seguir, selecione a opção
“Next”.

3. O próximo passo é escolher a pasta de instalação, clique em “Next”

5
4. Você deverá escolher entre instalar o software 32 ou 64 bits, isso vai depender do seu
sistema operacional. Escolha a melhor opção no seu caso e marque também a opção . py.

5. A última etapa da instalação está apresentada na Tela a seguir, clique em Install e o
PyCharm estará instalado.:

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.

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.

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

ESTRUTURA DE DADOS
Roteiro
Aula Prática

2
ROTEIRO DE AULA PRÁTICA
NOME DA DISCIPLINA: ESTRUTURA DE DADOS

Unidade: 2 – ESTRUTURA DE DADOS ÁRVORES
Aula: 4 – Árvores AVL

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.
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.

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.

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Objetivos do Exercício:
1. Implementação da Árvore AVL:
– Implemente uma Árvore AVL que armazene informações sobre cada Pokémon. Os nós da árvore
devem conter o nome do Pokémon e seu valor de força.
2. Funcionalidade de Busca:
– Desenvolva uma função para buscar Pokémon na árvore pelo nome. Esta função deve retornar
informações sobre o Pokémon, incluindo seu valor de força, se ele estiver presente na árvore.
3. Funcionalidade de Listagem:
– Crie uma função para listar todos os Pokémon da árvore em ordem decrescente de força. Isso
permitirá que os jogadores vejam os Pokémon mais fortes primeiro.
4. Busca e Remoção:
– Além da busca por nome, implemente funções para remover Pokémon da árvore por nome. A
remoção deve manter as propriedades da Árvore AVL.
Detalhes Adicionais:
– A Árvore AVL deve ajustar-se automaticamente para manter o equilíbrio após inserções e
remoções.
– Você deve garantir que as operações de busca, remoção e listagem mantenham uma
complexidade de tempo logarítmica.

Testes:
– Após implementar a árvore, teste sua implementação buscando vários Pokémon por nome para
verificar a precisão e eficiência da busca.
– Liste os Pokémon para verificar se a ordem decrescente de força está correta.
– Teste as funções de remoção para diferentes casos, garantindo que a árvore se mantenha
balanceada.

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PROCEDIMENTOS PARA A REALIZAÇÃO DA ATIVIDADE:
1. Acesse o link: https://www.jetbrains.com/pt-br/pycharm/download/ que exibirá a Figura a
seguir. Escolha a versão “Community” e clique em Baixar .

2. Ao executar o instalador do PyCharm, será apresentado a Tela a seguir, selecione a opção
“Next”.

3. O próximo passo é escolher a pasta de instalação, clique em “Next”

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4. Você deverá escolher entre instalar o software 32 ou 64 bits, isso vai depender do seu
sistema operacional. Escolha a melhor opção no seu caso e marque também a opção . py.

5. A última etapa da instalação está apresentada na Tela a seguir, clique em Install e o
PyCharm estará instalado.:

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

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.

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

ESTRUTURA DE DADOS
Roteiro
Aula Prática

2
ROTEIRO DE AULA PRÁTICA
NOME DA DISCIPLINA: ESTRUTURA DE DADOS

Unidade: 3 – GRAFOS E SUAS OPERAÇÕES
Aula: 4 – Algoritmos para grafos em Python

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 a linguagem de programação Python.
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.
.

PROCEDIMENTO/ATIVIDADE

ATIVIDADE PROPOSTA:
Implementar o problema proposto utilizando a linguagem Python
Você foi contratado para desenvolver uma aplicação que auxilie no mapeamento de rotas de uma
nova empresa de logística. O sistema deve ser capaz de calcular a rota mais rápida entre dois
pontos de entrega, considerando diferentes distâncias entre diversos pontos da cidade.

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Requisitos:
1. Implemente a classe Grafo que deve conter métodos para adicionar vértices, adicionar arestas
com pesos e um método para encontrar o caminho mais curto usando o algoritmo de Dijkstra.
2. O grafo deve ser representado usando listas de adjacência.
3. Crie uma função main que:
– Instancia o grafo.
– Adiciona vértices e arestas com base em um conjunto de dados fornecido por você (pode
ser estático).
– Recebe do usuário os pontos de partida e chegada.
– Utiliza o algoritmo de Dijkstra para encontrar e imprimir o caminho mais curto e seu custo
total.

Exemplo de Entrada e Saída:
Suponha que o grafo tenha os seguintes vértices e arestas:
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)
Se o usuário escolher o ponto de partida como “A” e o ponto de chegada como “E”, o sistema deve
calcular e mostrar o caminho mais curto e o custo, que seria: “A -> C -> E” com um custo total de 5.

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2. Ao executar o instalador do PyCharm, será apresentado a Tela a seguir, selecione a opção
“Next”.

3. O próximo passo é escolher a pasta de instalação, clique em “Next”

5
4. Você deverá escolher entre instalar o software 32 ou 64 bits, isso vai depender do seu
sistema operacional. Escolha a melhor opção no seu caso e marque também a opção . py.

5. A última etapa da instalação está apresentada na Tela a seguir, clique em Install e o
PyCharm estará instalado.:

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

6
CHECKLIST:
– Saber os conceitos do algoritmo de Dijkstra.
– Utilizar a linguagem Python, para implementar grafos.
– Apresentar o menor caminho a partir do vértice escolhido.

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

ESTRUTURA DE DADOS
Roteiro
Aula Prática

2
ROTEIRO DE AULA PRÁTICA
NOME DA DISCIPLINA: ESTRUTURA DE DADOS

Unidade: 4 – ESTRUTURAS DE DADOS AVANÇADAS E ANÁLISE DE DADOS
Aula: 2 – Análise de dados estruturados

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 a
linguagem de programação Python.
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

Redes sociais são plataformas complexas onde os usuários interagem através de diversas
conexões, formando uma rica estrutura de dados representável por grafos. A análise dessas
interações e a estrutura da rede pode revelar padrões de comportamento, grupos de interesse, e
indivíduos influentes.

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Objetivos:
• Modelar a rede social como um grafo utilizando a biblioteca NetworkX.
• Implementar uma classe que gerencia adições e remoções de usuários e suas conexões.
• Utilizar algoritmos de detecção de comunidades para identificar subgrupos.
• Calcular métricas de centralidade para entender a influência de usuários na rede.
• Expandir a funcionalidade para incluir remoções, análise de subgrafos, e exploração de
diversos algoritmos de centralidade.
Parte 1: Criação das Classes

• Classe SocialNetwork:
Atributos:
o graph: Um objeto NetworkX para armazenar os usuários e suas conexões.
o Métodos:
o add_user(self, user_id, user_data): Adiciona um usuário ao grafo com dados
específicos.
o remove_user(self, user_id): Remove um usuário e suas conexões do grafo.
o connect_users(self, user1_id, user2_id): Estabelece uma conexão entre dois
usuários.
o disconnect_users(self, user1_id, user2_id): Remove uma conexão entre dois
usuários.
o find_communities(self): Aplica algoritmos de detecção de comunidades.
o user_centralities(self, method=’degree’): Calcula centralidade dos usuários, com
opção de escolher o método.
o analyze_subgraph(self, user_ids): Analisa o subgrafo formado pelos usuários
especificados.

• Classe User:
Atributos:
o user_id: Identificador único.
o data: Dados do usuário (nome, interesses, etc.).
Métodos:
o Métodos getter/setter para manipulação dos atributos.

Parte 2: Script de Teste
• Instanciar a classe SocialNetwork.
• Adicionar e remover usuários, e conectar/desconectar usuários.

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• Identificar comunidades e calcular centralidades com diferentes métodos.
• Realizar análise de subgrafos para um conjunto de usuários.

2. Ao executar o instalador do PyCharm, será apresentado a Tela a seguir, selecione a opção
“Next”.

3. O próximo passo é escolher a pasta de instalação, clique em “Next”

5
4. Você deverá escolher entre instalar o software 32 ou 64 bits, isso vai depender do seu
sistema operacional. Escolha a melhor opção no seu caso e marque também a opção . py.

5. A última etapa da instalação está apresentada na Tela a seguir, clique em Install e o
PyCharm estará instalado.:

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

CHECKLIST:
– Saber utilizar a biblioteca NetworkX.
– Utilizar a linguagem Python, para implementar o problema proposto.
– Utilizar as classes e métodos propostos.

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