Estructuras de Datos | Primeros Pasos
Summary
TLDREn este video, el presentador, Chío, ofrece una introducción a las estructuras de datos, fundamentales en la programación. Explica que las estructuras de datos son formas de almacenar, procesar y organizar información en la memoria RAM. Seguidamente, define y compara estructuras lineales y no lineales, destacando las diferencias en el almacenamiento de datos y sus implicaciones en la eficiencia de operaciones como agregar, eliminar o buscar información. Presenta arreglos, listas enlazadas, pilas y colas como ejemplos de estructuras de datos lineales, y menciona árboles y grafos como ejemplos de no lineales. El video es una guía inicial para entender y elegir la estructura de datos más adecuada para diferentes necesidades en programación.
Takeaways
- 💡 Los programadores manipulan datos a través de algoritmos que toman una entrada y generan una salida.
- 📚 La importancia de las estructuras de datos radica en cómo almacenamos y manipulamos la información en la memoria RAM.
- 👕 Las estructuras de datos pueden almacenar múltiples tipos de elementos, similar a cómo organizamos la ropa en un clóset.
- 🔍 Existen estructuras de datos lineales y no lineales, cada una con sus propias ventajas y desventajas dependiendo del uso.
- 📊 Las estructuras lineales almacenan elementos de manera secuencial, como en arreglos, listas enlazadas, pilas y colas.
- 📚 Las estructuras no lineales, como árboles y grafos, no almacenan elementos de forma secuencial y son más complejas de recorrer.
- 🔢 Los arreglos son una estructura de datos de tamaño fijo y permiten acceso rápido a los elementos a través de índices.
- 🔗 Las listas enlazadas permiten una fácil adición y eliminación de elementos a través de apuntadores, pero acceder a un elemento específico es más lento.
- 📚 Pilas y colas son estructuras de datos que siguen un orden específico para agregar y eliminar elementos, como LIFO (pilas) y FIFO (colas).
- 🎓 La elección de la estructura de datos adecuada depende de las necesidades del programa y su impacto en el rendimiento y la eficiencia.
Q & A
¿Qué es una estructura de datos según el script?
-Una estructura de datos es un almacenamiento donde guardamos, procesamos y organizamos información. Vive en la memoria RAM y a diferencia de una variable simple, puede almacenar un conjunto de elementos de diferentes tipos.
¿Cuál es la diferencia entre una estructura de datos y una base de datos o un archivo?
-Una estructura de datos vive en la memoria RAM y es parte del programa en ejecución, mientras que una base de datos o un archivo son formas de almacenamiento persistente en el disco duro.
¿Por qué es importante cómo manipulamos y almacenamos los datos en una estructura de datos?
-Es importante porque determina el espacio que utilizamos, la eficiencia al agregar o extraer información, y cómo buscamos y relacionamos los datos entre sí, lo que afecta directamente el rendimiento y la funcionalidad del programa.
¿Cuáles son los dos grupos principales en los que se clasifican las estructuras de datos según el video?
-Las estructuras de datos se clasifican en lineales y no lineales. Las lineales almacenan elementos de forma secuencial, mientras que las no lineales no siguen un orden secuencial.
¿Qué es un arreglo y cómo se diferencia de una lista enlazada?
-Un arreglo es una colección de elementos del mismo tipo almacenados de forma continua en la memoria. Se diferencia de una lista enlazada en que los elementos de un arreglo están almacenados contiguamente y se accede a ellos mediante índices, mientras que en una lista enlazada, los elementos están conectados por apuntadores y se accede recorriendo desde el principio.
¿Cómo se accede a un elemento en un arreglo y cuál es la complejidad de esta operación?
-Se accede a un elemento en un arreglo utilizando un índice que comienza generalmente en cero. La complejidad de esta operación es constante, ya que es inmediata independientemente del tamaño del arreglo.
¿Qué desventaja tiene el arreglo en términos de modificación de su tamaño?
-Los arreglos tienen un tamaño fijo, por lo que modificar su tamaño es imposible sin crear un nuevo arreglo, copiar todos los elementos del arreglo original y agregar o eliminar el elemento necesario.
¿Qué ventajas tiene una lista enlazada sobre un arreglo en cuanto a la modificación de elementos?
-Las listas enlazadas permiten agregar y eliminar elementos fácilmente al inicio, medio o final de la lista simplemente redirigiendo los apuntadores, mientras que en un arreglo esto es más complicado y costoso.
¿Qué son las pilas y las colas y cómo se diferencian en términos de orden de adición y extracción de elementos?
-Las pilas son estructuras de datos donde el primer elemento en entrar es el último en salir (LIFO), mientras que las colas son donde el primero en entrar es el primero en salir (FIFO). Esto significa que en pilas se agregan elementos en la parte superior y se extraen de la parte superior, y en colas se agregan al final y se extraen del principio.
¿Cómo se relaciona la estructura de datos 'pila' con el manejo de procesos en una computadora?
-Cada proceso en ejecución en una computadora tiene una pila interna que maneja los frames de ejecución, lo que permite el correcto seguimiento y finalización de las llamadas a funciones y la gestión de la memoria.
Outlines
💻 Introducción a las Estructuras de Datos
El presentador, Chío, nos introduce al mundo de las estructuras de datos, enfocándose en cómo los programadores manipulan y almacenan datos a través de algoritmos. Se menciona que las estructuras de datos son esenciales para organizar información en la memoria RAM de una computadora, y se comparan con la forma en que uno organiza su ropa, destacando la importancia de elegir la estructura adecuada según las necesidades. Se clasifican las estructuras de datos en lineales y no lineales, y se introducen conceptos básicos como arreglos, listas enlazadas, pilas y colas.
📚 Características de las Estructuras de Datos Básicas
En este segmento, se profundiza en las características de estructuras de datos lineales como arreglos, listas enlazadas, pilas y colas. Se explica que los arreglos son una colección de elementos del mismo tipo almacenados de forma continua, pero su tamaño es fijo y modificarlo es costoso. Las listas enlazadas, por otro lado, permiten agregar y eliminar elementos de manera más flexible, aunque el acceso a un elemento específico es menos eficiente. Pilas y colas se presentan como estructuras que siguen un orden específico para la adición y eliminación de elementos, siendo fundamentales en procesos como la ejecución de programas.
🔍 Conclusión y Proceso de Aprendizaje
El presentador concluye con una invitación a explorar más sobre las estructuras de datos, animando a los espectadores a dejar comentarios sobre qué temas les gustaría ver en detalle. También menciona la intención de crear videos futuros con implementaciones y ejercicios para profundizar en cada una de estas estructuras. Finalmente, pide a los espectadores que den like, compartan el video y se suscriban para recibir nuevos contenidos, destacando la importancia de la comunidad y el aprendizaje continuo en el campo de la programación.
Mindmap
Keywords
💡Estructuras de datos
💡Algoritmo
💡Memoria RAM
💡Lineales y no lineales
💡Arreglos
💡Listas enlazadas
💡Pilas
💡Colas
💡Multidimensionales
💡Recursividad
Highlights
Los programadores procesan datos a través de algoritmos que toman una entrada y generan una salida.
La manipulación y almacenamiento de datos es crucial y da lugar a la existencia de múltiples estructuras de datos.
Chío, el presentador, es profesor y desarrollador enfocado en back-end, arquitectura de software y sistemas distribuidos.
Se define una estructura de datos como un almacenamiento para guardar, procesar y organizar información en la memoria RAM.
Las estructuras de datos pueden almacenar conjuntos de elementos de diferentes tipos en una sola entidad.
Las estructuras de datos varían en cómo almacenan la información, afectando el espacio utilizado y la eficiencia en operaciones de datos.
Es importante conocer diferentes estructuras de datos para seleccionar la más adecuada según la necesidad.
Las estructuras de datos se clasifican en lineales y no lineales según su forma de almacenar la información.
Las estructuras lineales almacenan elementos secuencialmente y pueden ser estáticas o dinámicas.
Ejemplos de estructuras lineales incluyen listas enlazadas, pilas, colas, árboles y grafos.
Los arreglos son una estructura de datos lineal que almacena elementos del mismo tipo de forma continua.
Los arreglos tienen tamaño fijo y se accede a sus elementos mediante índices.
La complejidad de acceso a elementos en arreglos es constante, pero agregar o eliminar elementos es costoso.
Los arreglos multidimensionales permiten crear tablas o vectores de información.
Las listas enlazadas son estructuras lineales que no almacenan elementos de forma continua y utilizan apuntadores para conectarlos.
Agregar y eliminar elementos en listas enlazadas es fácil, pero el acceso a un elemento requiere recorrer la lista.
Las pilas y colas son estructuras de datos lineales que siguen un orden específico para agregar y extraer elementos.
Las pilas siguen el principio de LIFO (Last In, First Out), mientras que las colas siguen FIFO (First In, First Out).
Las pilas y colas son fundamentales en aplicaciones y en la gestión de procesos en computadoras.
Se animará a los espectadores a suscribirse y a dejar comentarios sobre qué estructuras de datos les gustaría ver en detalle.
Transcripts
los programadores nos dedicamos a
procesar datos siempre que construimos
un algoritmo este algoritmo toma una
entrada y genera una salida por lo tanto
es muy importante el cómo manipulamos
esos datos Y dónde los almacenamos de
ahí la gran cantidad de estructuras de
datos que existen y hoy Quiero compartir
con ustedes una pequeña introducción de
las estructuras de datos y veremos
algunas de ellas las básicas para
empezar soy Chío y Bienvenido a Chico
[Música]
si es tu primera vez por acá soy
profesor y desarrollador enfocado en
backen diseñar arquitectura de software
y sistemas distribuidos Y en este canal
subo vídeos sobre esos y muchos otros
temas relacionados al software y la
programación en general Así que si te
gusta lo que hago por acá considera
suscribirte empecemos con definir Qué es
una estructura datos Y no es otra cosa
más que un almacenamiento en donde
guardamos procesamos y organizamos
información y no es como una base de
datos o un archivo este almacenamiento
Todavía vive en la memoria RAM como
cualquier otra variable que usamos
dentro de nuestro programa Solo que a
diferencia de una variable de tipo de
datos simple como un String o un entero
en una estructura de datos podemos
almacenar un conjunto de elementos
varios enteros varios strings booleanos
o inclusive una mezcla de ellos en una
misma entidad dependiendo
datos y el punto es que podemos hacer
esto de muchas maneras así como yo por
ejemplo puedo acomodar mi ropa por
temporada o por colores o por conjunto
que van bien o por tipo de prenda
etcétera cada forma diferente de
almacenamiento tiene sus ventajas y
desventajas a lo mejor me es más fácil
sacar la ropa del día Si ya la tengo
acomodada por conjuntos pero sería más
tardado agregar ropa nueva tengo que
armar todo el conjunto del día o a lo
mejor puede puedo hacer que ocupe menos
espacio en el clóset si toda la ropa La
guardo en bolsas al vacío pero sería
mucho más tardado agregar y sacar ropa
lo mismo pasa con las estructuras de
datos diferentes estructuras almacenan
la información de diferente manera lo
que hace que cambie el espacio que
utilizan la eficiencia al agregar nueva
información o al extraer la información
el Cómo buscamos datos o el se
relacionan estos datos entre sí esto no
hace a una estructura mejor que otra
solo la hace diferente Ya dependiendo de
lo que querramos hacer es que podemos
tomar la decisión de Cuáles estructuras
son las que se acoplan mejor a nuestra
necesidad por eso la importancia de
conocer diferentes estructuras de datos
y saber sus características para poder
así tener opciones y seleccionar La
indicada hay muchos tipos de estructuras
de datos y una forma de clasificarlas es
de acuerdo a cómo almacenan la
información donde hay dos grupos
lineales y no lineales la estructuras
lineales almacenamos elementos de forma
secuencial uno después de otro y pueden
ser estáticas con un tamaño de memoria
fijo como pueden ser los arreglos o
dinámicas donde el tamaño puede cambiar
conforme agregamos o eliminamos
elementos esto puede ser listas
enlazadas pilas colas etcétera Por otra
parte las estructuras no lineales los
elementos no se almacenan de forma
secuencial por lo que recorrer sus
elementos o agregar nuevos es un poco
más complicado que simplemente ponerlo
al final y poner el siguiente después de
ese y así un ejemplo son los árboles y
los grafos y hay muchas otras
estructuras de datos aparte de las que
ya te mencioné montículos tablas Hash
muchos tipos diferentes de árboles
hay una estructura que se llama pila de
espagueti para que se den una idea pero
para empezar Comencemos viendo las
características generales de algunas
estructuras de datos básicas lineales
arreglos listas enlazadas pilas y colas
nada más para que tengan ahí una
entradita empecemos con los arreglos que
un arreglo es una colección de elementos
del mismo tipo almacenados de forma
continua dentro de la es probablemente
la primera Estructura de datos que
aprendemos y me gusta visualizarla como
un rectángulo con diferentes casillas
donde se guardan estos elementos ahora
dependiendo mucho del lenguaje puede
variar un poco sus características o lo
que el lenguaje conoce como arreglo pero
por lo general los arreglos son de
tamaño fijo Una vez que se crean se
tiene que definir Cuántos elementos va a
tener Y de qué tipo de elementos va a
tener y para acceder o referirse a cada
elemento que está guardado dentro del
arreglo se utiliza un índice este índice
Inicia por lo general en cero y lo
usamos para agregar información a una
casilla de ese rectángulo o para obtener
el valor que se guarda ahí al ser los
arreglos estáticos y del mismo tipo de
elemento es muy fácil para la máquina
saber cuál es la posición del cuarto
elemento o del quinto elemento cualquier
elemento cada elemento mide lo mismo en
la memoria Así que saber dónde está el
índice 40 Es simplemente una
multiplicación por lo tanto acceder a un
elemento dentro de un arreglo para sacar
su valor o para asignarlo modificarlo es
una operación de complejidad constante
es casi inmediato independientemente del
tamaño del arreglo pero eliminar
elementos o agregar nuevos elementos
modificando así el tamaño original del
arreglo es imposible por lo que en esos
casos se tiene que crear un nuevo
arreglo con un tamaño diferente copiar
todos los elementos anteriores y agregar
el elemento nuevo y si se imaginan todos
esos pasos pueden comprender porque esas
operaciones son tan costosas para los
arreglos Pero bueno así como podemos
tener arreglos de enteros o strings
también podemos tener arreglos que
guarden arreglos enteros arreglos de
arreglos estos arreglos
multidimensionales nos dejan hacer cosas
más interesantes como tablas o vectores
de información y muchas veces los
arreglos son la base de otras
estructuras de datos como quiera me
gustaría ver a más detalle todo esto
junto con ejercicios y diferentes casos
de uso en un vídeo especialmente
dedicado a los arreglos igual que con
los siguientes estructuras de datos
siento yo que se merecen su propio vídeo
con implementaciones y ejercicios este
es solamente una introducción ahora con
listas enlazadas a diferencia de los
arreglos las listas enlazadas Son
estructuras que no almacenan sus
elementos en la memoria de forma
continua si Son estructuras de datos
lineales Pero cómo funcionan es que cada
elemento tiene un apuntador que señala
al siguiente elemento Esto hace que para
acceder a un elemento tengamos que
recorrer desde el principio todos los
elementos siguiendo los apuntadores o
las flechitas hasta el elemento que nos
interesa ya sea para obtener su valor o
para modificarlo es más tardado el
acceder o modificar algún elemento pero
a diferencia de los arreglos que son de
tamaño fijo en una lista enlazada
podemos simplemente Agregar un nuevo
elemento al final o en medio o al
principio donde sea para esto Solo hay
que redireccionar los apuntadores que
tenemos dentro de los elementos y lo
mismo pasa si queremos eliminar algún
elemento redireccionamos la flecha hacia
el que estaba después del que queremos
eliminar y ya quedó eliminado como
resumen en las listas enlazadas es muy
fácil agregar y eliminar elementos
alterando el tamaño de la estructura
pero para acceder a un elemento tenemos
que recorrer todos los elementos previos
Y por último pilas y colas son de datos
lineales que siguen un orden particular
a la hora de agregar elementos y extraer
elementos pueden implementarse
utilizando listas enlazadas o inclusive
con arreglos Lo importante es cómo
agregamos datos Y cómo extraemos datos
para que sigan ese orden en particular
para las pilas el primer elemento en
entrar es el último elemento en salir y
para las colas el primero en entrar es
el primero en salir puedes imaginar una
pila como una pila de libros que pone
sobre tu escritorio el primero que
colocaste no puede salir hasta que
extraigas todos los demás que están
arriba solamente puedes agregar
elementos agregándolos uno arriba de
otro y para sacarlos Pues tienes que
sacar el que está hasta Mero arriba y
una cola la puedes imaginar como una
fila del supermercado el primero que se
formó en esa fila o en esa cola es el
primero que va a y que va a salir estos
comportamientos son clave en muchas
aplicaciones inclusive cada proceso que
está ejecutándose en tu computadora
tiene un stack o una Pila interna donde
maneja todos los frames de ejecución
hablamos sobre eso en el vídeo de
recursividad Como quiera todo esto de
pilas colas y todas las estructuras de
datos que hablamos ahorita merecen su
propio video con implementación con
código con ejemplo con ejercicios
espérenlo pronto a lo mejor no sé tal
vez ya para el tiempo en el que están
viendo el vídeo Ya salieron Por lo
pronto abajo en la descripción les dejo
referencias por si quieren ir
investigando o aprender más a
profundidad porfa escríbanme abajo en
los comentarios qué estructuras de datos
quieren ver a más detalle Por lo pronto
esto sería todo como una pequeña
introducción Espero que algo les haya
servido que les haya ayudado si fue así
por favor Regálame un like compártelo
con sus amigos y no olviden suscribirse
y darle al botón de la campanita para
que no se pierdan el siguiente vídeo
[Música]
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