Estructuras de datos en Java

Dentro de las estructuras de datos en Java, los arrays o arreglos son de las más usadas. Sin embargo tienen algunas desventajas:

• Capacidad de almacenamiento fija y no modificable dinámicamente.
• Se terminan usando arrays demasiado grandes, no optimizados, haciendo mal uso de la memoria.
• No manejan datos de forma dinámica por tanto hacer inserciones que no sean al final es complicado ya que requiere desplazar elementos.

A continuación veremos estructuras de datos avanzadas que solucionan estos y otros problemas de forma eficiente.

Listas enlazadas

Este tipo de estructuras utilizan punteros o apuntadores, son una variable en memoria que lo que almacena es una referencia a otra dirección de memoria. Esto aporta el dinamismo del que carecen los arrays. El valor de un puntero puede ser null, es decir, que no apunta a ninguna dirección de memoria.

Lista enlazada simple

Cada elemento de la lista enlazada se llama nodo y tiene su propio bloque de memoria. La implementación de la lista enlazada conecta los nodos mediante punteros, todos los nodos son equivalentes y sus atributos mantienen enlazada la cadena. Los nodos incluyen además el contenido para almacenar la lógica de negocio y un atributo que apunta al siguiente nodo.

El código básico que nos permite implementar cualquier tipo de pila es la clase Nodo:

    class Nodo {
        Object informacion;
        Nodo siguiente;
    }

El propio API de Java también proporciona listas enlazadas a través del objeto LinkedList.

Pila

La pila es una estructura LIFO: Last In First Out, el último elemento que se inserta en la pila es el primero que sale. Ejemplo de lista enlazada implementada en Java como Pila:

public class EstructuraPila {
 
    class Nodo {
        int informacion;
        Nodo siguiente;
    }
 
    private Nodo inicial;
    
    public EstructuraPila () {
        inicial=null;
    }
    
    public void insertar(int nuevoElemento) {
        Nodo nuevoNodo;
        nuevoNodo= new Nodo();
        nuevoNodo.informacion = nuevoElemento;
        if (inicial==null)
        {
            nuevoNodo.siguiente = null;
            inicial = nuevoNodo;
        }
        else
        {
            nuevoNodo.siguiente = inicial;
            inicial= nuevoNodo;
        }
    }
    
    public int extraer ()
    {
        if (inicial!=null)
        {
            int informacion = inicial.informacion;
            inicial= raiz.sig;
            return informacion;
        }
        else
        {
            return Integer.MAX_VALUE;
        }
    }
    
    public void imprimir() {
        Nodo actual=inicial;
        System.out.println("Listado de los elementos de la pila.");
        while (actual!=null) {
            System.out.print(actual.informacion+"-");
            actual=actual.siguiente;
        }
        System.out.println();
    }
    
    public static void main(String[] ar) {
        EstructuraPila pila=new EstructuraPila();
        pila.insertar(12);
        pila.insertar(39);
        pila.insertar(1);
        pila.imprimir();
        System.out.println("Extracción de los elementos:"+pila.extraer());
        pila.imprimir();        
    }
}

Cola

La cola es una estructura FIFO: First In First Out, el primer elemento que se inserta en la cola es el primero que sale.

Árboles

Son estructuras de datos no lineales que representan información jerarquizada. Algunas de sus aplicaciones más típicas en computación: estructurar las tablas de símbolos en los compiladores, asignación de bloques de memoria de tamaño variable o probar teoremas.

Ejemplo nodo árbol en Java

public class Nodo<V> {
 
    private V valor;
    private Nodo<V> izquierda;
    private Nodo<V> derecha;
     
    public Nodo(V valor, Nodo<V> izquierda, Nodo<V> derecha) {
        super();
        this.valor= valor;
        this.izq = izquierda;
        this.der = derecha;
    }
 
    public V getValor() {
        return valor;
    }
 
    public void setValor(V valor) {
        this.valor = valor;
    }
 
    public Nodo<V> getIzquierda() {
        return izquierda;
    }
 
    public void setIzquierda(Nodo<V> izquierda) {
        this.izquierda= izquierda;
    }
 
    public Nodo<V> getDerecha() {
        return derecha;
    }
 
    public void setDerecha(Nodo<V> derecha) {
        this.derecha= derecha;
    }
}

Al igual que en las listas enlazadas, en el propio API de Java ya existen numerosas implementaciones de árboles como en la clase BinaryTree.

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