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

Aprende más sobre estructura de datos y algoritmos en este artículo.

Qué es una estructura de datos en programación

Las estructuras de datos en programación son un modo de representar información en una computadora con un comportamiento interno definido. Esto significa que cada estructura se rige por reglas y restricciones específicas dadas por su construcción lógica.

Conocer estas reglas permite a los desarrolladores organizar la información de forma óptima. Al trabajar con lenguajes como JavaScript o Python, entender cómo funcionan las listas o los objetos es el primer paso para crear código profesional y eficiente.

Además, las estructuras de datos son la base de los modelos de inteligencia artificial. Un modelo de aprendizaje profundo o un sistema de recomendación depende de estructuras optimizadas para procesar miles de puntos de datos en milisegundos.

Importancia en las entrevistas laborales tech

En los procesos de selección de empresas líderes, los desafíos técnicos suelen centrarse en la elección de la estructura de datos correcta. Los reclutadores buscan profesionales que sepan justificar por qué usan una estructura sobre otra para resolver un problema.

Para qué sirven las estructuras de datos

En el ámbito de la informática, estas estructuras sirven para organizar la información de manera eficiente y diseñar la solución técnica correcta para un problema determinado. Permiten un alto nivel de abstracción en el manejo de datos.

Ya sea que utilices variables simples, arrays o clases complejas, una estructura de datos permite almacenar información para luego acceder a ella, modificarla y manipularla. Sin ellas, el desarrollo de software moderno sería caótico e increíblemente lento.

Optimización del rendimiento del software

El uso correcto de una estructura de datos impacta directamente en la velocidad de una aplicación. Una búsqueda en una lista desordenada es mucho más lenta que una búsqueda en un árbol binario balanceado o en una tabla hash.

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¿Cuáles son los tipos de estructuras de datos?

Existen diversas formas de clasificar las estructuras de datos, pero la distinción más importante radica en cómo utilizan la memoria de la computadora y cómo se organizan sus elementos. Comprender estas categorías te permite decidir si necesitas una estructura rígida y rápida para datos previsibles, o una flexible que crezca junto con las necesidades de tu aplicación.

• 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 durante su ejecución.
• Por otro lado, una estructura de datos dinámica es aquella en la que el tamaño puede modificarse mientras el programa corre.

¿Qué es un array en programación?

Un array es un tipo de dato estructurado que permite almacenar un conjunto de datos homogéneo y ordenado. Su condición de homogéneo indica que sus elementos son del mismo tipo, y su orden permite identificar desde el primer al último elemento. Es la base de casi todas las estructuras más complejas.

Estructura de datos dinámicas

A diferencia de un array que tiene un espacio fijo, una estructura dinámica de datos se amplía y contrae durante la ejecución del programa. Esto permite una gestión de memoria mucho más flexible y eficiente.

Estructura de datos lineales

Las estructuras de datos lineales son aquellas en las que los elementos ocupan lugares sucesivos y cada uno tiene un único sucesor y un único predecesor. 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

Se construyen con elementos en secuencia donde cada uno se conecta con el siguiente a través de un enlace o puntero que contiene la posición del siguiente elemento. Esto permite insertar o eliminar elementos sin reestructurar toda la colección.

Pila

Es un tipo especial de lista lineal dinámica que sigue el principio LIFO (Last In, First Out): el último en entrar es el primero en salir. Funciona mediante dos operaciones: push (apilar) y pop (desapilar).

Colas

A diferencia de la pila, la cola sigue el principio FIFO (First In, First Out). El primer elemento en llegar es el primero en ser procesado, lo cual es fundamental en sistemas de gestión de tareas o impresión.

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

Consisten en una estructura que representa datos con una relación jerárquica. Cada elemento tiene un único antecesor (padre) y puede tener varios sucesores (hijos). Se clasifican en árboles generales o árboles binarios (donde cada nodo tiene máximo dos hijos).

Grafos

Son estructuras matemáticas formadas por un conjunto de puntos (nodos o vértices) y un conjunto de líneas (aristas o arcos) que los unen. Son esenciales hoy para modelar redes sociales, rutas de GPS y redes neuronales en inteligencia artificial.

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Estructuras de datos y su relación con la IA

Hoy en día, el desarrollo de aplicaciones Full Stack está intrínsecamente ligado a la Inteligencia Artificial. La IA requiere estructuras de datos especializadas como los Tensores o las Bases de Datos Vectoriales para funcionar correctamente.

Un desarrollador moderno debe comprender cómo los datos fluyen desde una base de datos tradicional hacia un modelo de lenguaje (LLM). La eficiencia en esta comunicación depende totalmente de cómo estructuramos la información antes de enviarla.

El rol de los vectores en la era de la IA

Los vectores son estructuras de datos que representan información en múltiples dimensiones. Son la pieza clave para que herramientas como ChatGPT entiendan el contexto y la semántica de nuestras consultas.

Cómo elegir la estructura de datos adecuada

No existe una "mejor" estructura de datos universal. La elección depende de las operaciones que necesites realizar con mayor frecuencia: insertar, eliminar, buscar o recorrer la información.

Si tu aplicación requiere búsquedas constantes y rápidas, una tabla hash o un árbol de búsqueda binaria será tu mejor opción. Si solo necesitas almacenar un historial de acciones, una pila será suficiente y más simple de implementar.

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Resumen de conceptos principales

• Las estructuras de datos permiten organizar información de forma lógica y eficiente.
• Las estáticas (como los arrays) tienen un tamaño fijo, mientras que las dinámicas crecen según la necesidad.
• Las lineales (listas, pilas, colas) organizan datos en secuencia.
• Las no lineales (árboles, grafos) manejan relaciones jerárquicas y redes complejas.
• Son la base fundamental para el desarrollo de algoritmos de Inteligencia Artificial.

Conclusión

Entender qué es una estructura de datos en programación es el primer paso para dejar de escribir código que "solo funciona" y empezar a crear software de alta calidad. Estas herramientas nos permiten resolver problemas complejos de manera elegante y eficiente, optimizando recursos y mejorando la experiencia del usuario final. En un mundo donde la IA y el procesamiento de datos definen el éxito de las empresas, tu capacidad para organizar la información será tu mayor ventaja competitiva.

El mercado laboral busca profesionales con bases sólidas, y dominar las estructuras de datos es una de las habilidades más valoradas. En Henry, te acompañamos en este camino con una formación intensa y orientada a resultados, para que puedas integrarte a los mejores equipos de tecnología del mundo.

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Preguntas frecuentes

¿Qué son los algoritmos y cómo se relacionan con las estructuras de datos?

Un algoritmo es el conjunto de pasos para resolver un problema, mientras que la estructura de datos es el lugar donde se almacena la información. Ambos trabajan juntos: el algoritmo procesa los datos alojados en la estructura.

¿Cuál es la estructura de datos más utilizada?

El Array es, por excelencia, la estructura más utilizada debido a su simplicidad y velocidad para acceder a elementos mediante un índice. Sin embargo, en aplicaciones web modernas, los Objetos y Mapas también son omnipresentes.

¿Es difícil aprender estructuras de datos?

Requiere práctica y pensamiento lógico, pero no es imposible. Al aprender de forma práctica con proyectos reales, como hacemos en Henry, los conceptos se vuelven mucho más claros y aplicables.

¿Por qué Henry enseña estructuras de datos desde cero?

Porque son la base de la ingeniería de software. Queremos que nuestros egresados no solo sepan usar herramientas, sino que entiendan la lógica profunda del código para ser líderes técnicos en la industria.