Significado de Estructura de datos
Sustantivo femenino compuesto. «Estructura», del latín structura; «dato», del latín datum, «lo dado». La expresión completa calca el inglés data structure.
Una estructura de datos es una forma organizada de almacenar y relacionar datos en la memoria de un ordenador, elegida según las operaciones que se necesiten hacer con ellos, como buscarlos, ordenarlos o recorrerlos.
No existe una estructura de datos universalmente mejor: cada una ofrece ventajas distintas según se necesite acceder rápido a un elemento, insertar datos con frecuencia o mantenerlos siempre ordenados.
Qué es una estructura de datos
Guardar datos sueltos, sin ningún orden ni relación entre ellos, funciona para cantidades pequeñas, pero se vuelve ineficiente en cuanto crecen: buscar un solo elemento entre millones, sin ninguna organización, puede requerir revisarlos todos uno por uno. Una estructura de datos resuelve ese problema imponiendo una organización que hace más rápidas ciertas operaciones, aunque a cambio pueda hacer más lentas otras.
Elegir la estructura adecuada es una de las primeras decisiones al diseñar un programa, porque condiciona directamente su rendimiento: una estructura pensada para insertar datos rápido puede ser lenta para buscarlos, y viceversa. Por eso no se trata solo de guardar información, sino de anticipar qué se va a hacer con ella.
La estudian principalmente las ciencias de la computación, en particular la disciplina que analiza junto a los algoritmos cuánto tiempo y memoria consume cada operación sobre una estructura concreta.
Origen de la expresión estructura de datos
«Estructura» procede del latín structura, derivado de struere, «construir, edificar»: la disposición de las partes de un conjunto. «Dato» viene del latín datum, participio de dare, «dar», en origen «lo que se da por conocido o por supuesto». La expresión completa traduce el inglés data structure.
El concepto se desarrolló junto con la programación de ordenadores a mediados del siglo XX, cuando los programas empezaron a manejar cantidades de información demasiado grandes para tratarlas sin ningún orden. Con el tiempo se convirtió en una de las bases teóricas de las ciencias de la computación, con manuales y asignaturas universitarias dedicadas por completo a estudiarlas.
Tipos de estructuras de datos
| Estructura | En qué consiste | Ejemplo de uso |
|---|---|---|
| Lista | Secuencia de elementos, cada uno enlazado con el siguiente. | El historial de canciones reproducidas. |
| Pila | El último elemento añadido es el primero en salir. | La función deshacer de un editor de texto. |
| Cola | El primer elemento añadido es el primero en salir. | Las personas esperando turno en una impresora compartida. |
| Árbol | Cada elemento se ramifica en otros elementos, formando niveles. | La estructura de carpetas de un ordenador. |
| Tabla hash | Asocia cada dato a una posición calculada a partir de una clave. | Buscar una palabra en un diccionario por su clave exacta. |
Además, se distingue entre estructuras lineales, en las que cada elemento tiene un único predecesor y un único sucesor, como la lista o la pila, y estructuras no lineales, como el árbol, en las que un elemento puede conectarse con varios más.
Ejemplos de uso de estructura de datos
El programador eligió una tabla hash como estructura de datos para buscar usuarios por su nombre en milisegundos.
La aplicación de mensajería usa una cola como estructura de datos para enviar los mensajes en el orden en que se escribieron.
El sistema de archivos organiza las carpetas mediante una estructura de datos en forma de árbol.
En el examen de programación pidieron implementar una pila como estructura de datos para validar paréntesis.
Sinónimos y palabras relacionadas
Sinónimos: no tiene sinónimos exactos; en algunos contextos se usa «modelo de datos» con un sentido próximo.
Antónimos: no tiene antónimos propiamente dichos.
No es lo mismo que:
- Base de datos: organiza y persiste grandes volúmenes de información en almacenamiento permanente; la estructura de datos organiza información dentro de un programa, casi siempre en memoria y de forma temporal.
- Algoritmo: describe los pasos para resolver un problema; la estructura de datos es el modo en que se organiza la información sobre la que actúa ese algoritmo.
- Variable: guarda un único valor; la estructura de datos organiza y relaciona varios valores a la vez.
Preguntas frecuentes sobre estructura de datos
¿Por qué importa elegir bien una estructura de datos?
Porque la estructura elegida determina qué operaciones serán rápidas y cuáles lentas: una que facilita insertar datos puede ser mala para buscarlos, así que la elección incorrecta puede hacer que un programa funcione muy despacio con grandes cantidades de información.
¿Qué diferencia hay entre una pila y una cola?
En la pila, el último elemento en entrar es el primero en salir, como una torre de platos; en la cola, el primero en entrar es el primero en salir, como una fila de personas esperando turno.
¿Las estructuras de datos son exclusivas de la programación?
Se estudian y usan sobre todo en programación e informática, pero el concepto de organizar información según cómo se va a usar aparece también en disciplinas como las matemáticas y la estadística.