Programación: Libro De Estructuras de Datos

FUNDAMENTOS DE ESTRUCTURAS DE DATOS

1. Definición de Estructuras de Datos

En programación, las estructuras de datos, son una forma de organizar un conjunto de datos elementales con el objetivo de facilitar su manipulación. Un dato elemental es la mínima información que se tiene en un sistema.

Una estructura de datos define la organización e interrelación de estos y un conjunto de operaciones que se pueden realizar sobre ellos.

Cada estructura ofrece ventajas y desventajas en relación a la simplicidad y eficiencia para la realización de cada operación. De esta forma, la elección de la estructura de datos apropiada para cada problema depende de factores como la frecuencia y el orden en que se realiza cada operación sobre los datos.

Su definición es una colección de datos que se caracterizan por su organización y operaciones que se definen en ella.

Su objetico es comprender como manipular y representar los datos en función del problema a resolver. Otra forma es con la frase: “La dificultad para resolver un problema radica en elegir la Estructura de Datos adecuada”.

En las Estructuras de Datos, la importancia es dividida en dos formas principales. Una de ellas es “cualquier variable que se declare en un programa pertenece a una estructura de datos” y la otra es “En función de la Estructura de Datos que se utilice puede determinar requerimientos de almacenamiento y tiempo de respuesta del programa”.

2. Tipos de Datos Nativos y Clasificación de las Estructuras de Datos

Existe una cierta clasificación importante que hay que diferenciar en cualquier lenguaje de programación, esta clasificación se conforma de la siguiente manera:

Estructuras de Datos Primitivas

Son aquellos valores simples divididos en siete diferentes tipos los cuales pueden ser considerados en cuatro diferentes categorías:

• Tipos de datos Lógicos o Booleanos – booleano
• Tipos de datos de Texto o Caracteres – carácter
• Tipos de datos Enteros – entero, corto y largo
• Tipos de datos Reales – real y doble

Estructuras de Datos Simples o Básicas

Son aquellos tipos de datos complejos que todo programador desarrolla a un manejo adecuado y propio.  Son creados por el programador y tratados como objetos (en caso de una clase) e incluso para tratar y resumir ciertas posibilidades y ventajas mismas en las estructuras de datos. Existen tres diferentes categorías:

• Arreglos (vectores, matrices)
• Registros (Estructuras)
• Clases (string, String “Java”, Array “Java”, Wrappers “Java”)

Estructuras de Datos Compuestas

Son aquellos que tratamos reduciendo y simplificando la complejidad y el uso de los tipos de datos simples. Existen dos categorías:

• Lineales – Pilas, Colas, Listas
• NO Lineales – Árboles, Grafos

3. Tipos de Datos Estructurados

3.1 Arreglos

Un arreglo es una colección de datos homogénea, finita y ordenada. Las operaciones permitidas en un arreglo son insertar, eliminar, recorrer, ordenar, buscar y modificar. El programador puede crear una mayor cantidad de métodos o funciones para una manipulación satisfactoria.

Los tipos de arreglos son:

• 1 dimensión – Vector
• 2 dimensión – Matriz
• 3 dimensión…

…

• N dimensión

En los arreglos siempre comienzan con el índice “0” y prosigue la continuidad de la numeración como en cualquier sumatoria simple (0, 1, 2,…, n).

Un ejemplo simple, practicando la forma de programar en pseudocódigo es de la siguiente manera:

Condiciones

Entero calif=10

SI (calif=10)[pic 1][pic 2]

        Imprimir “Felicidades”

SI NO                                                      If Else

        Imprimir “bien”

FIN SI

SI (calif)[pic 3][pic 4]

        Caso 5: ____ romper

        Caso 6: ____ romper

        …                                    Switch

SINO

        Imprimir “error”

FIN SI MULTIPLE

Ciclos

Entero i, num

Repetir desde i=1 mientras i<=10 incrementa 1[pic 5][pic 6]

        Leer num                                       For

FIN Repetir[pic 7]

Mientras (1<=10)[pic 8]

        Leer num                                       While

I=i+1

FIN Mientras[pic 9]

Repetir[pic 10]

        Leer num                                       Do-While

I=i+1

Mientras (i<=10)

Vectores y Funciones

Principal[pic 11]

        Entero num [100], n=1, dato

        Carácter resp=’s’

        Mientras (resp=’s’)[pic 12]

                Leer dato

                Inserta_desordenado (num, dato, n)

                Imprimir “otra vez?”

                N=n+1

                Leer resp

        FIN Mientras

FIN Principal

Inserta_desordenado (entero v [100], entero y, entero n) // n=índice actual de inserción y número a[pic 13]

SI (n>100)                                         // insertar, considerando el índice de inicio[pic 14]

Imprimir “Vector lleno”                         // como 1.

        SI NO

...