¿Qué es una estructura de datos en programación y para qué se utiliza?

ESTRUCTURA DE DATOS EN PROGRAMACIÓN

Las estructuras de datos en programación son un modo de representar
información en una computadora, aunque además, cuentan con un
comportamiento interno. ¿Qué significa? Que se rige por determinadas
reglas/restricciones que han sido dadas por la forma en que está
construida internamente.

¿Por qué es importante conocerlas? Cuando inicias en el mundo de
la programación y te metes de lleno en el mundo de JavaScript,
las estructuras de datos son fundamentales. Conocer sobre listas,
árboles y grafos te permitirá organizar mejor la información y
crear código más eficiente. Además, es clave para mejorar tus
habilidades técnicas y enfrentarte con éxito a cada challenge
en tus futuras entrevistas laborales.

¿Para qué sirven las estructuras de datos?

En el ámbito de la informática, las estructuras de datos son
aquellas que nos permiten, como desarrolladores, organizar
información de manera eficiente, y en definitiva diseñar la
solución correcta para un determinado problema.

Ya sean las más utilizadas comúnmente -como las variables,
arrays, conjuntos o clases- o las diseñadas para un propósito
específico -árboles, grafos, tablas, etc.-, una estructura de
datos nos permite trabajar en un algo nivel de abstracción
almacenando información para luego acceder a ella, modificarla
y manipularla.

Primero, debemos diferenciar entre estructura de dato estática
y estructura de dato dinámica

Las estructuras de datos estáticas son aquellas en las que el
tamaño ocupado en memoria se define antes de que el programa se
ejecute y no puede modificarse dicho tamaño durante la ejecución
del programa, mientras que una estructura de datos dinámica es
aquella en la que el tamaño ocupado en memoria puede modificarse
durante la ejecución del programa.
Cada tipo de estructura dependerá del tipo de aplicación que se
requiera. Una típica dentro de las estructuras de datos estáticas
son los arrays:

Arrays

¿Qué es un array en programación? Un array es un tipo de dato
estructurado que permite almacenar un conjunto de datos
homogéneo y ordenado, es decir, todos ellos del mismo tipo y
relacionados. Su condición de homogéneo, indica que sus
elementos están compuestos por el mismo tipo de dato, y su
condición de ordenado hace que se pueda identificar del
primer al último elemento que lo compone

Estructura de datos dinámicas

Por otro lado, vimos que en programación existen estructuras
de datos dinámicas, es decir, una colección de elementos
-nodos- que normalmente se utilizan para dejar asentados
registros. A diferencia de un array que contiene espacio
para almacenar un número fijo de elementos, una estructura
dinámica de datos se amplía y contrae durante la ejecución
del programa. Veamos algunos casos:

Estructura de datos lineales

Las estructuras de datos lineales son aquellas en las que
los elementos ocupan lugares sucesivos en la estructura y
cada uno de ellos tiene un único sucesor y un único predecesor,
es decir, sus elementos están ubicados uno al lado del otro
relacionados en forma lineal.

Hay tres tipos de estructuras de datos lineales:

Listas enlazadas
Pilas
Colas
Listas enlazadas

En las estructuras de datos, las listas enlazadas se construyen
con elementos que están ubicados en una secuencia. Aquí, cada
elemento se conecta con el siguiente a través de un enlace que
contiene la posición del siguiente elemento. De este modo,
teniendo la referencia del principio de la lista podemos acceder
a todos los elementos de la misma.

Lista simplemente enlazada.
Lista simplemente enlazada.
Pila

La pila es un tipo especial de lista lineal dentro de las
estructuras de datos dinámicas que permite almacenar y recuperar
datos, siendo el modo de acceso a sus elementos de tipo LIFO
(del inglés Last In, First Out, es decir, último en entrar,
primero en salir). ¿Cómo funciona? A través de dos operaciones
básicas: apilar (push), que coloca un objeto en la pila, y su
operación inversa, desapilar (pop), que retira el último
elemento apilado.

Estructura de datos no lineales
Las estructuras de datos no lineales, también llamadas multienlazadas
, son aquellas en las que cada elemento puede estar enlazado a cualquier
otro componente. Es decir, cada elemento puede tener varios sucesores
o varios predecesores.

Existen dos tipos:

Árboles
Grafos
Árboles
En estructura de datos, los árboles consisten en una estructura no lineal
que se utiliza para representar datos con una relación jerárquica en la
que cada elemento tiene un único antecesor y puede tener varios sucesores.

Los mismos se encuentran clasificados en: árbol general, un árbol donde
cada elemento puede tener un número ilimitado de sub árboles y árboles

binarios, que son una estructura de datos homogénea, dinámica y no lineal
en donde a cada elemento le pueden seguir como máximo dos nodos.

Grafos

Otro tipo de no lineal de estructura de datos en programación, son
los grafos. Se trata de una estructura matemática formada por un
conjunto de puntos —una estructura de datos— y un conjunto de líneas,
cada una de las cuales une un punto a otro. Los puntos se llaman
nodos o vértices del grafo y las líneas se llaman aristas o arcos.

Ya sabes, las estructuras de datos en programación son un aspecto
clave para conocer. Nos permiten mejorar nuestro código y habilidades
técnicas, y en definitiva, resolver de manera eficiente problemas complejos.