Extensión del Collections Framework de Java con una orientación docente

Abstract

El Collections Framework de Java ofrece un conjunto amplio de tipos pero no está orientado a la docencia. Otras bibliotecas que incluyen algunos libros de texto sobre estructuras de datos y algoritmos o bien no están actualizadas (no usan tipos parametrizados por ejemplo) o no contienen algunos tipos que consideramos interesantes para implementar algoritmos sobre grafos (por ejemplo una cola con prioridad modificable). En este trabajo se presenta una biblioteca de tipos en Java que incluye algunas características que la hacen idónea para ser usada en cursos de estructuras de datos y algoritmos. En concreto: ofrece tipos adicionales (árbol general, grafo y cola con prioridad modificable); cada tipo tiene un método para obtener el coste (número de operaciones realizadas sobre los datos) del último método ejecutado; todos los tipos disponen de un método para mostrar la estructura interna; ofrece tipos para la generación gráficas de costes; y la obtención de las instancias se realiza a través de clases de factoría. Mediante el uso de esta biblioteca es posible diseñar actividades (presenciales o autónomas) para que los alumnos analicen las implicaciones que tienen diferentes implementaciones del tipo de datos sobre el coste de las operaciones o visualicen la evolución de la estructura al llamar a una serie de métodos.

SUMMARY -- The Java Collections Framework offers a considerable amount of types (possible too many for introductory courses on data structures and algorithms). Other libraries included in textbooks are not up to date (they do not offer parametrized types for instance) or do not contain some data types that are interesting to implement graph algorithms (as a modifiable priority queue). In this work we present a Java data type library that includes some valuable characteristics to teach data structures and algorithms. These are: it offers additional types such as general tree, graph, and modifiable priority queue; all the data types offer methods to obtain the cost of the last operation, and to show the internal structure; it offers a type that allows to create cost plots hidding details about Input/Output and gnuplot; and, only interfaces and factory clases are public thus hidding the implementation.With this library it is possible to design learning activities, so that students can study how the different implementations affect the cost or to see how the internal structure evolves as a result of calling some methods.