Estructuras de datos Java para principiantes con ejemplos

Comprender las estructuras es fundamental para el desarrollo de software. Java es una opción ideal para aprender sobre estructuras de datos debido a su sintaxis simple y su amplia gama de aplicaciones, desde el desarrollo de aplicaciones móviles hasta el análisis de big data.

Echemos un vistazo más de cerca a las estructuras de datos en Java.

¿Qué es la estructura de datos?

Una estructura de datos describe cómo se organizan y gestionan los conjuntos de datos. Define cómo se puede almacenar, acceder y manipular la información en un lenguaje de programación. Comprender las correlaciones entre elementos de datos permite a los desarrolladores procesar la información de manera más eficiente.

Beneficios de utilizar estructuras de datos en Java

El desarrollo de Java requiere procesos eficientes y el uso de una estructura de datos puede ayudar a acelerar el procesamiento y la recuperación.

Uso eficiente de la memoria

Elegir la estructura de datos adecuada para su proyecto afecta el rendimiento debido al uso de la memoria. Diferentes estructuras de datos utilizan la memoria de diferentes maneras. Por ejemplo, una estructura de datos de lista vinculada puede usar cualquier memoria disponible debido a su naturaleza dinámica, asignando memoria a medida que se agregan elementos, mientras que las matrices usan memoria contigua para el almacenamiento que requiere una asignación especial.

Desempeño mejorado

Conocer las estructuras de datos adecuadas puede ayudar a aliviar los problemas y proporcionar mejores resultados al mejorar el tiempo del ciclo de datos y la complejidad del espacio. Algunos son demasiado simples para operaciones complejas. Por ejemplo, una matriz puede buscar un millón de números enteros, mientras que un HashSet puede proporcionar mejores resultados. Saber cómo y cuándo aplicar cada uno ahorra tiempo y esfuerzo y mejora el rendimiento.

Gestión de datos mejorada

El uso de una estructura de datos específica ayuda a reunir varios datos en un solo lugar. Sus estructuras estándar garantizan que las tareas del programa se entreguen de forma más rápida y precisa. Mejoran los programas de aplicación al mejorar la legibilidad, detectar errores y fortalecer la productividad del programa.

Admite funcionalidades complejas

Los árboles y gráficos permiten la implementación de funciones complejas que no se pueden lograr con estructuras de datos primitivas. Proporcionan una manera de presentar relaciones modeladas entre elementos que van más allá de los tipos de datos básicos con un valor único y un rango limitado. Una estructura de datos de árbol permite representaciones jerárquicas con elementos secundarios ramificados, mientras que una estructura de datos de gráfico puede tener estructuras de datos más versátiles que consisten en nodos (vértices) que cubren una amplia gama de redes complejas.

Reutilización de estructuras de datos

Las estructuras de datos se pueden reutilizar en diferentes elementos o programas. Un búfer circular (cola circular) conecta el último nodo de una cola con el primero, lo que permite el uso repetitivo de los datos. La implementación de técnicas de reutilización de datos elimina la necesidad de repetir el acceso a los mismos datos.

Mejor resolución de problemas

Las estructuras de datos permiten a los programadores comprender mejor la naturaleza de los problemas, permitiéndoles resolverlos de manera eficiente. Como parte integral del modelado de problemas a través de relaciones objetales, pueden ayudar a moderar problemas potenciales dentro de un marco.

Tipos de estructuras de datos en Java

Tener un enfoque unificado para los sistemas de datos significa un mejor rendimiento. Los datos deben fluir con la mayor fluidez posible.

Java es adaptable. El eslogan “Escribe una vez, ejecuta en cualquier lugar” (WORA) de Sun Microsystems representó una revolución en la programación. No sorprende que Java se encuentre entre los lenguajes de programación más utilizados.

Hay ciertas características estructurales a considerar:

• Lineal vs. no lineal: estructura de secuencia o el orden de los elementos en un conjunto de datos
• Homogeneidad vs. heterogeneidad: características de composición dentro de un repositorio determinado
• Estructura de datos estática versus dinámica: variación en términos de tamaño, estructura y ubicación de la memoria

Existen muchos enfoques para clasificar conjuntos de datos según la complejidad: primitivos, no primitivos y abstractos .

Estructuras de datos primitivas

Las estructuras de tipos de datos primitivos son el método más sencillo para almacenar datos en su forma original. Hay cuatro tipos principales: entero, de carácter, booleano y flotante.

Con un tamaño fijo y un formato simple, requieren una memoria mínima y pueden procesarse rápidamente. Estos valores fundamentales pueden interactuar realizando operaciones aritméticas esenciales y lógicas básicas.

Entero

El tipo de datos entero (int) almacena números enteros en Java. Incluye cualquier número que no tenga punto decimal, como -42, 0 y 8463. Los números enteros se utilizan comúnmente para los cálculos. También son cruciales para clasificar y buscar grandes conjuntos de datos.

Personaje

El tipo de datos de carácter (char) es una estructura primitiva que representa caracteres individuales. Incluye letras, símbolos y números, generalmente escritos entre comillas simples, y puede usarse para almacenar palabras individuales o cadenas de texto. El tipo de datos char se usa comúnmente para identificar los valores de entrada del usuario y escribir programas que muestren mensajes en la pantalla.

booleano

Este tipo de datos, que lleva el nombre del álgebra booleana, tiene dos valores: falso (0) y verdadero (1). Se puede encontrar en estructuras de control lógico. El tipo de datos binarios puede constituir valores opuestos en programación (Sí/No; Encendido/Apagado; Verdadero/Falso, etc.). Java usa la palabra clave booleana solo como un tipo de datos primitivo porque solo almacena dos valores posibles y se usa a menudo en pruebas condicionales y operaciones similares.

Punto flotante

Los tipos de datos flotantes en Java son estructuras de datos primitivas más precisas que pueden almacenar un valor decimal con hasta siete dígitos de precisión. Los valores numerados con partes fraccionarias se almacenan como una mantisa (el dígito binario) y un exponente (el número de veces que el número base se multiplica por sí mismo). Las estructuras de coma flotante se han utilizado en ingeniería de ciencia de datos, economía y más.

Estructuras de datos no primitivas

También conocidos como estructuras de datos de referencia, estos conjuntos de datos son más complejos que los tipos primitivos porque se refieren a objetos que no están predeterminados. Un programador crea tipos de datos no primitivos excepto String.

Variedad

Una estructura de datos de matriz es una estructura de datos no primitiva que almacena una colección de elementos en orden secuencial, donde se puede acceder a cada elemento utilizando su índice (la posición del elemento en la matriz). Se utilizan habitualmente para almacenar listas de objetos o valores relacionados, como calificaciones de estudiantes o nombres de empleados.

Para crear una matriz en Java, primero debes indicar el tipo de datos de los elementos, seguido de corchetes ( ). Entonces, necesitas especificar el tamaño de la matriz.

 // Declaración e inicialización de una matriz de números enteros
 int miArray = new int(5);

 // Declaración e inicialización de una matriz de cadenas
 Nombres de cadenas = nueva cadena (3);

Operaciones de matriz en Java

Las matrices garantizan un almacenamiento eficiente al asignar memoria contigua donde se puede acceder a los elementos directamente utilizando su índice. Su fácil recorrido mediante bucles simplifica la realización de operaciones en cada elemento.

• La inserción agrega un elemento a una matriz que desplazará todos los demás elementos para hacer espacio.

Para insertar un elemento en una matriz, puede asignar un valor a un índice específico.

 números int = nuevo int(5); // Declarando una matriz de enteros con tamaño 5

 números(0) = 10; // Asignando un valor al primer elemento
 números(1) = 20; // Asignando un valor al segundo elemento
 números(2) = 30; // Asignando un valor al tercer elemento

 // Insertando un nuevo elemento en el índice 1
 números(1) = 15; // Se sobrescribe el valor anterior (20)

• La eliminación elimina un elemento del índice y requiere desplazar todos los demás elementos de la matriz para llenar el espacio dejado por el elemento eliminado. Asigne un valor predeterminado o nulo al índice específico.

 Nombres de cadenas = nueva cadena (3); // Declarando una matriz de cadenas con tamaño 3

 nombres(0) = "Alicia";
 nombres(1) = "Bob";
 nombres(2) = "Charlie";

 // Eliminando el elemento en el índice 1
 nombres(1) = nulo;

• Se puede atravesar la matriz usando el bucle for o el bucle forEach.

clase pública ArrayTraversalExample {
  público estático vacío principal (argumentos de cadena) {
    // Crea una matriz con algunos valores
    números enteros = {10, 20, 30, 40, 50};

    // Recorrido usando un bucle for
    System.out.println("Recorrido usando un bucle for:");
    for (int i = 0; i < números.longitud; i++) {
      System.out.println(números(i));
    }

    // Recorrido usando un bucle forEach
    System.out.println("\nRecorrido usando un bucle forEach:");
    para (int num: números) {
      System.out.println(núm);
    }
  }
 }

La matriz de 'números' con valor de 10 a 50 se recorre usando ambos:

• un bucle 'for' usando la variable 'i', donde se accede a cada elemento usando 'número(1)
• Bucle 'forEach' que no administra explícitamente el índice usando la variable 'num' que representa cada elemento de la matriz

 Recorrido usando un bucle for:
 10
 20
 30
 40
 50

 Recorrido usando un bucle forEach:
 10
 20
 30
 40
 50

Lista enlazada

La clase de datos Java LinkedList consta de nodos secuenciales que contienen referencias de datos de uno a otro. Su tamaño cambia al agregar o eliminar elementos de la lista almacenada en contenedores. A diferencia de las matrices, no requieren asignación de memoria contigua, lo que permite memoria dinámica durante el tiempo de ejecución.

Implementar una LinkedList en Java requiere definir una clase Node que contenga datos y una referencia al siguiente nodo:

 clase Nodo {
 datos enteros;
 Nodo siguiente;

 Nodo público (datos int) {
 this.data = datos;
 this.siguiente = nulo;
 }
 }

Las LinkedLists son excelentes en escenarios que requieren tamaño dinámico, inserción y eliminación frecuentes y asignación de memoria flexible, pero pueden no ser adecuadas para situaciones que requieren acceso aleatorio o tienen restricciones de memoria estrictas.

Las ventajas de LinkedLists incluyen:

• La ampliación o reducción dinámica durante el tiempo de ejecución permite una utilización eficiente de la memoria y flexibilidad en la gestión de cambios en el tamaño de los datos.
• Se pueden realizar constantemente operaciones de inserción y eliminación frecuentes más sencillas.
• Flexibilidad en el uso y asignación de memoria, ya que cada nodo asigna memoria y no requiere bloques de memoria contiguos.

Las LinkedLists tienen ventajas, pero no pueden acceder a elementos por índice. Se utiliza memoria adicional para almacenar referencias al siguiente nodo. Retroceder o acceder a elementos aleatoriamente puede resultar ineficiente, y gestionar referencias y enlaces de nodos es complejo.

Operaciones de lista enlazada en Java

Una operación LinkedList es una buena solución para la inserción y eliminación frecuente de elementos mediante:

• inserción
• eliminación
• y cruce.

Inserción

La inserción de LinkedList en Java se puede realizar mediante el método add . Por ejemplo:

 importar java.util.LinkedList;
 
clase pública LinkedListInsertionExample {
 público estático vacío principal (argumentos de cadena) {
 ListaEnlazada<Cadena> lista = nueva ListaEnlazada<>;

 // Insertar elementos usando el método add
 lista.add("manzana");
 lista.add("plátano");
 lista.add("cereza");

 //Imprimir la lista enlazada
 System.out.println("Lista vinculada después de la inserción: " + lista);
 }
 }

Eliminación

Para eliminar el nodo principal, ajuste los punteros del nodo anterior y siguiente para ignorarlo y establezca la referencia al siguiente nodo como el nuevo nodo principal.

 importar java.util.LinkedList;

 clase pública LinkedListDeletionExample {
  público estático vacío principal (argumentos de cadena) {
    ListaEnlazada<Integer> números = nueva ListaEnlazada<>;

    // Agregar elementos a LinkedList
    números.add(10);
    números.add(20);
    números.add(30);
    números.add(40);

    // Elimina un elemento específico usando remove  
números.remove(Integer.valueOf(30));

 // Imprime la LinkedList modificada
 System.out.println(números); // Salida: (10, 20, 40)
 }
 }

En el ejemplo anterior, creamos una LinkedList llamada "números" y le agregamos algunos elementos. Luego usamos el método `remove` para eliminar el elemento con el valor '30'. Finalmente, imprimimos la lista modificada que contiene (10, 20, 40).

Cruce

El recorrido de LinkedList en Java implica visitar cada nodo en LinkedList y realizar una operación en él.

 importar java.util.LinkedList;

 clase pública LinkedListTraversalExample {
  público estático vacío principal (argumentos de cadena) {
    // Crea una lista enlazada
    ListaEnlazada<Integer> ListaEnlazada = nueva ListaEnlazada<> ;
    lista vinculada.add(1);
    lista enlazada.add(2);
    lista vinculada.add(3);
    lista enlazada.add(4);
    lista vinculada.add(5);

    // recorre la lista enlazada
    para (elemento entero: lista vinculada) { 
System.out.print(elemento + " ");
 }
 }
 }

Pilas y colas

Las pilas y las colas son dos de los ejemplos más básicos utilizados en muchos lenguajes de programación.

pilas

Una presentación visual común de las estructuras de datos de la pila es una pila de placas donde los cambios solo se pueden realizar desde arriba. Esto se denomina estructura de datos Último en entrar, primero en salir, donde el último elemento (push ) agregado es el primero en eliminarse ( pop ).

El método push agrega elementos a la pila.

 importar java.util.Stack;

 Pila<Integer> pila = nueva Pila<>;
 pila.push(10);
 pila.push(20);
 pila.push(30);

El método pop elimina elementos de la pila.

 int poppedElement = pila.pop; // Devuelve 30

Colas

Las colas son estructuras de datos lineales similares a las pilas, pero están abiertas en ambos extremos. Siguen el principio FIFO, excepto para eliminar elementos. En una cola, el elemento más antiguo se elimina primero mediante la puesta y retirada de la cola.

El método enqueue agrega un elemento al final de la cola.

 importar java.util.LinkedList;
 importar java.util.Queue;

 Cola<Cadena> cola = nueva ListaEnlazada<>;
 cola.add("Alicia");
 cola.add("Bob");
 cola.add("Charlie");

El método de cola elimina y devuelve el primer/más reciente elemento de la cola.

 String dequeuedElement = cola.poll; // Devuelve "Alicia"

Al utilizar estas operaciones, puede manipular elementos en pilas y colas de acuerdo con sus reglas de ordenación específicas y realizar diversas tareas de manera eficiente.

Árboles

Los árboles son estructuras de datos no lineales que almacenan información de forma jerárquica. Comprenden nodos con un valor de datos y referencias a otros nodos (o subárboles). Los árboles se utilizan normalmente para operaciones de clasificación y búsqueda, almacenamiento y recorrido de datos jerárquicos.

Ejemplo de implementación de árbol binario en Java:

 clase pública árbol binario {
 raíz privada de TreeNode;
 // Crea el árbol
 creación de vacío público (int arr) {
 this.root = nuevo TreeNode(arr(0));
 Cola cola = nueva LinkedList<>;
 cola.add(raíz);
 int yo = 1;
 mientras (yo <arr.longitud) {
 TreeNode currentNode = cola.remove;
 si (arr(i) != -1) {
 nodoactual.

Operaciones de árbol en Java

Los árboles son una estructura de datos esencial utilizada en programación. Las principales operaciones que se pueden realizar en árboles incluyen inserción, eliminación, búsqueda y recorrido.

Inserción

La adición de un nuevo elemento a un árbol de búsqueda binario debe diseñarse de tal manera que no viole cada valor. Ejemplo:

10

/\

5 15

Podemos ingresar un valor de 12 de la siguiente manera:

10

/\

5 15

/\/\

3 7 12 18

Eliminación

Eliminar un nodo en árboles binarios requiere reemplazar el nodo eliminado con su sucesor o predecesor (lo que esté disponible primero).

Por ejemplo, dado el árbol anterior, si quisiéramos eliminar 10, podríamos reemplazarlo con su sucesor en orden 12, de la siguiente manera:

12

/\

5 15

/\/\

3 7 10 18

Buscar

Los árboles de búsqueda binaria brindan capacidades de búsqueda eficientes, ya que cada rama tiene solo dos opciones y cada movimiento hacia la izquierda o hacia la derecha reduce a la mitad la cantidad de nodos que deben buscarse. Por ejemplo, dado nuestro árbol binario original, podríamos buscar 7 de la siguiente manera:

10

/\

5 15

/\/\

3 7 12 18

Cruce

Un recorrido de gráfico garantiza que todos los nodos de una estructura de datos de árbol se visiten exactamente una vez. Hay tres tipos de cruces:

• Los recorridos de reserva comienzan visitando las raíces antes de pasar a los subárboles.
• Los recorridos posteriores al orden comienzan con los subárboles moviéndose hacia la raíz.
• Los recorridos ordenados que comienzan con el hijo izquierdo (y todo el subárbol) van a la raíz y terminan visitando al hijo derecho.

Por ejemplo, dado nuestro árbol binario original, podríamos recorrerlo en el siguiente orden: 3->5->7->10->12->15->18

Gráficos

Los gráficos son una forma común de presentar datos no lineales. Consta de vértices, unidades gráficas (vértices o nodos) y aristas (caminos de conexión entre nodos).

Agregar un vértice

Implementar un nuevo nodo en un marco gráfico requiere agregar un nuevo objeto.

 importar java.util.ArrayList;
 importar java.util.List;

 gráfico de clase pública {
 private int numVértices; 
Lista privada<Lista<Entero>> lista de adyacencia;

 gráfico público (int numVertices) {
 this.numVertices = numVertices;
 adjacencyList = new ArrayList<>(numVertices);

 // Inicializa la lista de adyacencia
 for (int i = 0; i < numVértices; i++) {
 adjacencyList.add(nueva ArrayList<>);
 }
 }

 addVertex vacío público {
 numVértices++;
 adjacencyList.add(nueva ArrayList<>);
 }
 }

Agregando una ventaja

Una vez que encuentre dos vértices para conectar, establezca las referencias necesarias entre ellos antes de agregar una arista.

 importar java.util.ArrayList;
 importar java.util.List;

 gráfico de clase pública {
 private int numVértices;
 Lista privada<Lista<Entero>> lista de adyacencia;

 gráfico público (int numVertices) {
 this.numVertices = numVertices;
 adjacencyList = new ArrayList<>(numVertices);

 // Inicializa la lista de adyacencia
 for (int i = 0; i < numVértices; i++) {
 adjacencyList.add(nueva ArrayList<>);
 }
 }

 addEdge público vacío (int fuente, int destino) {
 //Comprueba si los vértices están dentro del rango válido 
if (fuente >= 0 && fuente < numVertices && destino >= 0 && destino < numVertices) {
 // Agrega el vértice de destino a la lista de adyacencia del vértice de origen
 adjacencyList.get(fuente).add(destino);

 // Si el gráfico no está dirigido, agrega también el vértice de origen a la lista de adyacencia del vértice de destino
 // adjacencyList.get(destino).add(fuente); // Descomentar esta línea para un gráfico no dirigido
 }
 }
 }

Recorrido de gráficos

Las búsquedas de gráficos se realizan cuando se visita cada vértice para realizar comprobaciones o actualizaciones. Dependiendo del tipo de problema, esto se puede hacer con dos iteraciones.

El recorrido en amplitud primero (BFS) generalmente se implementa en una estructura de datos de cola. Comienza en un nodo determinado (normalmente la raíz) y explora sus nodos adyacentes, luego pasa al siguiente nivel de nodos hasta que se hayan visitado todos los nodos. BFS normalmente se implementa utilizando una estructura de datos en cola.

 importar java.util.LinkedList; 
importar java.util.Queue;

 clase gráfica {
 private int numVértices;
 lista de adyacencia privada LinkedList<Integer>;

 gráfico público (int numVertices) {
 this.numVertices = numVertices;
 adjacencyList = nueva ListaEnlazada(numVertices);
 for (int i = 0; i < numVértices; i++) {
 adyacenciaList(i) = nueva ListaEnlazada<> ;
 }
 }

 addEdge público vacío (int fuente, int destino) {
 adjacencyList(fuente).add(destino);
 }

 ancho vacío públicoFirstTraversal (int startVertex) {
 booleano visitado = nuevo booleano (númVértices);
 Cola<Integer> cola = nueva LinkedList<>;

 visitado(startVertex) = verdadero;
 cola.oferta(startVertex);

 mientras (!queue.isEmpty) {
 int currentVertex = cola.encuesta;
 System.out.print(currentVertex + " ");

 para (int vecino: lista adyacencia (vértice actual)) {
 if (!visitado(vecino)) {
 visitado(vecino) = verdadero;
 cola.oferta(vecino);
 }
 }
 }
 }
 }

 clase pública principal {
 público estático vacío principal (argumentos de cadena) {
 Gráfico gráfico = nuevo Gráfico (6);
 gráfico.addEdge(0, 1);
 gráfico.addEdge(0, 2);
 gráfico.addEdge(1, 3);
 gráfico.addEdge(2, 4);
 gráfico.addEdge(3, 4);
 gráfico.addEdge(3, 5);
 
System.out.println("Recorrido primero en amplitud:");
 gráfico.breadthFirstTraversal(0);
 }
 }

El recorrido en profundidad primero (DFS) explora el gráfico mediante recursividad o una estructura de datos de pila para llegar lo más lejos posible a lo largo de cada rama antes de regresar. Comienza en un nodo particular (generalmente la raíz) y explora lo más profundamente posible antes de regresar y visitar otros nodos adyacentes.

 importar java.util.LinkedList;

 clase gráfica {
 private int numVértices;
 lista de adyacencia privada LinkedList<Integer>;

 gráfico público (int numVertices) {
 this.numVertices = numVertices;
 adjacencyList = nueva ListaEnlazada(numVertices);
 for (int i = 0; i < numVértices; i++) {
 adyacenciaList(i) = nueva ListaEnlazada<> ;
 }
 }

 addEdge público vacío (int fuente, int destino) {
 adjacencyList(fuente).add(destino);
 }

 profundidad del vacío públicoFirstTraversal(int startVertex) {
 booleano visitado = nuevo booleano (númVértices);
 dfsHelper(startVertex, visitado);
 }

 dfsHelper vacío privado (int vértice, booleano visitado) {
 visitado (vértice) = verdadero; 
System.out.print(vértice + " ");

 para (int vecino: lista de adyacencia (vértice)) {
 if (!visitado(vecino)) {
 dfsHelper(vecino, visitado);
 }
 }
 }
 }

 clase pública principal {
 público estático vacío principal (argumentos de cadena) {
 Gráfico gráfico = nuevo Gráfico (6);
 gráfico.addEdge(0, 1);
 gráfico.addEdge(0, 2);
 gráfico.addEdge(1, 3);
 gráfico.addEdge(2, 4);
 gráfico.addEdge(3, 4);
 gráfico.addEdge(3, 5);

 System.out.println("Primero recorrido en profundidad:");
 gráfico.profundidadFirstTraversal(0);
 }
 }

Ambos métodos transversales desempeñan funciones importantes en algoritmos y aplicaciones de gráficos, como encontrar componentes conectados, detectar ciclos, determinar la accesibilidad y resolver acertijos basados ​​en gráficos.

Tipos de datos abstractos

Un tipo de datos abstractos (ADT) sirve como base sobre la cual se adjuntará una estructura de datos sin afectar el proceso de implementación. Los tipos de datos abstractos se pueden clasificar como

• Integrado/definido por el usuario
• Mutable/inmutable

En Java, una clase abstracta se define mediante contratos de interfaz para una estructura de datos específica.

Lista

Un segmento del marco de colecciones de Java está creado para la implementación de matrices y listas vinculadas.

Una interfaz de lista crea una ArrayList para almacenar nombres:

 importar java.util.ArrayList;
 importar java.util.List;

 Lista<Cadena> nombres = nueva ArrayList<> ;
 nombres.add("Alicia");
 nombres.add("Bob");
 nombres.add("Charlie");

 System.out.println(nombres.get(1)); // Salida: "Bob"

Definir

La clase AbstractSet en Java proporciona una estructura corporal para la interfaz de conjunto que implementa la interfaz de colección y la clase de colección abstracta. Se diferencia de la interfaz de lista en que no permite elementos duplicados. Proporciona métodos como agregar, eliminar, contener y dimensionar.

Utilice la interfaz de configuración para almacenar un conjunto de números:

 importar java.util.HashSet;
 importar java.util.Set;

 Establecer números <Integer> = nuevo HashSet<>;
 números.add(1);
 números.add(2);
 números.add(3); 
números.add(2); // Elemento duplicado, no agregado

 System.out.println(números.contiene(2)); // Salida: verdadero

Mapa

Una interfaz de mapa en Java almacena datos en pares clave-valor con claves únicas. Proporciona métodos como poner, obtener, eliminar y contiene clave. Se utiliza comúnmente para almacenar pares clave-valor. A continuación se muestra un ejemplo del uso de la interfaz del mapa para almacenar un mapeo de nombres y edades:

 importar java.util.HashMap;
 importar java.util.Map;

 Map<String, Integer> edades = new HashMap<> ;
 edades.put("Alicia", 25);
 edades.put("Bob", 30);
 edades.put("Charlie", 35);

 System.out.println(ages.get("Bob")); // Salida: 30

Cómo elegir la estructura de datos adecuada en Java

La decisión sobre qué estructura de datos se adapta mejor a la implementación de cualquier programa depende en gran medida de factores como las entradas, el procesamiento de datos y las operaciones de salida.

Según la complejidad de las operaciones y las expectativas de rendimiento, los programadores pueden limitar los marcos potenciales a aquellos con resultados similares. Siempre es mejor comenzar con las soluciones más simples y avanzar.

Considere la facilidad de uso y mantenimiento de la estructura de datos elegida. Algunas estructuras de datos tienen detalles de implementación complejos o requieren prácticas de codificación específicas. Aproveche las colecciones de Java existentes y utilice marcos preimplementados con rendimiento y funcionalidad optimizados.

Conclusión

Seleccionar la estructura de datos más apropiada para implementar un programa requiere una comprensión profunda de los requisitos del programa, un análisis cuidadoso de las operaciones involucradas y la consideración de varios factores como la eficiencia de la memoria, las capacidades de búsqueda y los requisitos de pedido.

La estructura de datos debe tener un alcance de operaciones y propiedades predefinidas necesarias para un buen rendimiento del software. Las estructuras de datos son fundamentales en Java y la generación de datos sigue creciendo.

Preguntas frecuentes

¿Qué son las estructuras de datos en Java?

Las estructuras de datos en Java son una colección formateada de elementos de datos para realizar cualquier actividad en conjuntos de datos (organización, procesamiento, acceso y cadena). Los diferentes tipos de estructuras tienen amplias aplicaciones en todas las industrias.

¿Por qué son importantes las estructuras de datos en la programación Java?

Las estructuras de datos en la programación Java pueden ayudar a aumentar y mejorar el rendimiento y permitir a los desarrolladores resolver problemas y fallas más rápido.

¿Cuál es la diferencia entre estructuras de datos primitivas y no primitivas?

La principal diferencia entre estructuras de datos primitivas y no primitivas es su complejidad. Los tipos de datos primitivos están predefinidos, siempre tienen un valor y no pueden realizar determinadas operaciones.

Por otro lado, las estructuras de datos no primitivas las crea un programador, pueden tener un valor nulo y se utilizan para llamar a métodos para realizar acciones específicas.

¿Cuándo debo usar matrices frente a listas enlazadas en Java?

ArrayList en Java sirve mejor para operaciones de búsqueda porque proporciona un tiempo constante si el programador conoce el número de elementos en una secuencia con memoria limitada. LinkedList en Java, por otro lado, puede ser útil cuando las operaciones requieren más manipulación de datos, especialmente cuando agrega colas de prioridad o necesita saber cuántos elementos habrá en la lista.

¿En qué se diferencia una pila de una cola en Java?

La principal diferencia entre una pila y una cola en Java está en el orden en que se procesan las estructuras de datos. La pila sigue el orden de procesamiento de entradas Último en entrar, primero en salir (LIFO), mientras que la cola sigue el principio de Primero en entrar, primero en salir, lo que significa que procesa la primera entrada del orden. Además, al estar abierto en ambos extremos se elimina el elemento más antiguo de un lado de la cola.