¿Qué es una estructura de datos? Definición | Tipos

En el desarrollo de aplicaciones, el término «estructura de datos» se refiere a un formato para organizar y almacenar datos. Las estructuras de datos elementales incluyen matrices, registros, listas, gráficos y estructuras de árbol. Los algoritmos regulan lo que sucede con estos datos.

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Tema central: eficiencia funcional

Para resolver tareas de programación, no basta con dominar la gama de comandos y los tipos de datos del lenguaje de programación deseado. Una idea de cómo las actividades prácticas se pueden implementar de manera más efectiva en un programa de computadora es decisiva para la calidad.

Una estructura de datos fija define el tipo de organización de datos. La estructura elegida hace que los datos se organicen y vinculen de cierta manera. Esto permite el acceso directo por un lado y la gestión de datos por el otro.

Al optimizar la estructura de los datos, el objetivo es implementar las funciones deseadas de la manera más eficiente posible. Los criterios de optimización son:

• Bajos requisitos de memoria.
• Alta velocidad.

La interacción de la estructura de datos y el algoritmo

Las estructuras de datos generalmente se optimizan para el procesamiento mediante algoritmos. Un algoritmo especifica el procedimiento para la resolución de problemas en forma de instrucción escrita. Como parte integral de cualquier solución de software, los algoritmos se utilizan para;

• Procesamiento de datos.
• Clasificación.
• Buscar.
• Cálculos complejos.

Usando un plan de solución fijo, los datos de entrada se convierten en datos de salida paso a paso. En particular, los algoritmos de búsqueda y clasificación requieren estructuras de datos claramente definidas, como matrices, pilas, listas enlazadas o estructuras de árbol.

La eficacia de un algoritmo depende de varios factores. Los principales factores que influyen son la estructura y el tamaño de los datos, pero las ventanas de tiempo y la complejidad de la memoria también son factores influyentes relevantes.

Tipos de estructuras de datos

El enfoque de la consideración de la estructura de datos es la organización y el almacenamiento de datos. Dependiendo del caso de uso, el desarrollo de aplicaciones utiliza diferentes tipos de estructuras de datos:

Estructuras de datos lineales: listas, pilas y colas

La organización está en orden lineal.

• Esto incluye la lista como una estructura para almacenar cualquier número de objetos. En una lista enlazada, cada elemento de la lista contiene una referencia al siguiente elemento.
• Cualquier número de objetos se puede almacenar en una pila. Las operaciones disponibles en la pila incluyen Push, Pop y Top.
• La cola o Queue, acepta cualquier número de objetos. La operación «Enqueue» se utiliza para almacenar un objeto en la cola. La operación «Dequeue» se usa para leer y luego eliminar de la cola.

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Estructuras de datos jerárquicas

• La estructura de árbol para organizar los elementos de datos es típica. Los ejemplos clásicos son las estructuras de árbol binario y árbol AVL. El “montón” tiene un efecto de apoyo y conexión. Con su ayuda, la estructura de datos del árbol se puede conectar a la funcionalidad de la cola. Basado en esta funcionalidad, se presenta el «Treap», que reúne propiedades de árboles y varios montones.
• Las tablas hash, también conocidas por el término tablas de valores de dispersión, están sujetas a una estructura de índice especial. Con su ayuda, la posición de almacenamiento se puede calcular directamente. Las tablas hash se pueden ver como un competidor o una alternativa a las estructuras de árbol.
• Las estructuras de datos gráficos, como gráficos y redes, establecen conexiones entre elementos de datos mediante nodos y bordes. En teoría de grafos, un gráfico es una estructura abstracta. Representa un conjunto de objetos, junto con las conexiones entre cada objeto. Las abstracciones matemáticas de los objetos se denominan nodos, también esquinas, del gráfico.

Estructuras de datos: ¿Cómo organizar los datos en la memoria?

La selección de una estructura de datos práctica es de fundamental importancia para innumerables aplicaciones. Por lo tanto, surge la pregunta central ¿Cómo se pueden organizar los datos en la memoria de tal manera que se puedan procesar de manera optimizada? Las siguientes «reglas generales» se aplican al desarrollo de aplicaciones:

• Código de programa simple y corto para el procesamiento.
• Pocas instrucciones efectivas, en términos de la carga de procesador más baja posible.
• Colocar elementos relacionados con el contenido muy cerca unos de otros.

Áreas de aplicación de estructuras de datos y algoritmos

Hay áreas típicas de aplicación en informática que nos muestran visualmente la alianza efectiva de estructuras de datos y algoritmos. La rama de juegos de computadora es un ejemplo. Las secuencias de juego en los juegos de computadora ejemplifican cómo se utilizan las estructuras de datos y los algoritmos para implementar IA (inteligencia artificial), secuencias de movimiento y procesos de toma de decisiones.

El área comercial Business Intelligence & Data Analysis también muestra claramente cómo funcionan el desarrollo inteligente de aplicaciones y el suministro de datos. Las estructuras de datos aseguran un almacenamiento eficiente y una alta preparación para la recuperación de los datos. Los algoritmos integrados son responsables de recolectar, analizar y limpiar datos.

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Conclusión

En resumen, se puede afirmar que las estructuras de datos en informática son objetos en los que se estructuran los datos. La definición especifica cómo se organizan y almacenan estos datos. Se utilizan algoritmos especiales para determinar qué sucede con los datos. El algoritmo contiene instrucciones escritas. Estos se ejecutan en un orden obligatorio para cumplir con la tarea definida