O que é e para que serve uma Estrutura de dados?

O conceito de estrutura de dados é estudado dentro dos fundamentos da programação. Essas estruturas são representações organizadas de dados, criadas para serem legíveis para as máquinas. 

As estruturas de dados são muito importantes no meio online e podem ser utilizadas para o funcionamento de diversos softwares. Elas ficam organizadas na memória dos computadores e dispositivos de armazenamento. 

Na prática, uma estrutura de dados existe para que determinado dado possa ser empregado de maneira eficiente. Essas estruturas são amplamente utilizadas em projetos de desenvolvimento de sistemas e permitem a administração de uma grande quantidade de informações. 

Os principais usos dessas estruturas são em mecanismos de buscas, bancos de dados, desenvolvimento de algoritmos e indexação. 

Para compreender melhor o que elas significam é importante saber o que é um dado. Então, vamos lá! 

Dados são representações de eventos, fatos e ocorrências. Eles podem ser organizados e categorizados, além de serem divididos em qualitativos e quantitativos. Os dados podem ser numéricos, alfanuméricos ou lógicos. 

As estruturas de dados são, basicamente, uma maneira de relacionar e também de armazenar esses conjuntos de informações de forma organizada e, frequentemente, sequenciada.

Usando esse mecanismo do jeito certo, podemos administrar uma grande quantidade de dados e fazer várias programações diferentes. 

Há algumas operações básicas que são possíveis de realizar a partir disso. Dentre elas, estão: inserir ou excluir um item, localizar na web um elemento específico, classificar itens em uma ordem escolhida ou ainda percorrer itens da estrutura para visualização total.

Algoritmos

Para a estrutura de dados funcionar, é preciso entender também a importância dos algoritmos e o que exatamente eles são. 

Os algoritmos são a linguagem lógica do computador, a forma com que eles são programados para realizarem as tarefas que desejamos. Eles indicam para o computador exatamente como ele deve fazer as tarefas que estabelecemos. 

Nesse sentido, os algoritmos nada mais são do que uma sequência lógica, definida por instruções que devem ser seguidas para a resolução de uma determinada tarefa ou de um problema. 

Os algoritmos, portanto, são uma parte essencial da estrutura de dados, já que os próprios dados dependem totalmente dos algoritmos para funcionarem.

As estruturas de dados ajudam a otimizar o uso dos algoritmos, enquanto os algoritmos são fundamentais para a manipulação das estruturas de dados.  

Quais são as principais estruturas de dados?

As principais estruturas de dados são utilizadas para representar arranjos de dados específicos e, a partir disso, gerar padrões. Podemos citar exemplos das mais utilizadas:

  • Listas: são sequências de dados ou elementos apresentados em uma ordem. Podem ser processos executados em um sistema operacional (fila); cartas que aparecem em um jogo de baralho (variação de deques), as chamadas de funções dentro de um interpretador de códigos (pilha); entre outros. 
  • Árvores: estruturas que estabelecem relações hierárquicas entre elementos. Podem ser binárias, não binárias ou binárias de busca, como aplicativos de pesquisa com entrada constante de dados (Árvores binárias) e algoritmos de compactação de dados.
  • Grafos: estrutura bastante genérica, que é capaz de organizar e relacionar diversos elementos, como redes sociais; algoritmos de cálculo de relacionamentos; algoritmos de sugestão de conexões e aplicações voltadas para a distribuição de malha elétrica.
  • Tabelas Hash: também são chamadas de tabelas de dispersão e ajudam a realizar buscas rápidas. Podem ser desde bancos de dados até algoritmos de movimentação de personagens em jogos ou implementação de compiladores.

Outras estruturas de dados bastante utilizadas e importantes são: vetores e matrizes (array), registros, lista encadeada, union, fila de prioridades, heap, entre outras.

Cada tipo de estrutura de dados é usado para especificar e executar operações distintas, em vários níveis de complexidade. 

É importante dizer que o estudo das estruturas de dados é fundamental dentro da computação, já que traz uma visão clara sobre requisitos de processamento e organização de dados.

Portanto, as estruturas de dados assumem a função de organizar, relacionar e distribuir dados, fazendo com que os algoritmos trabalhem de maneira mais eficiente. 

Linguagens para a criação de estruturas de dados

Em geral se considera que as três principais linguagens para a criação de estruturas de dados são as seguintes: a Java, a C e a C++. 

linguagem C é uma linguagem computacional pioneira e de propósito geral, criada em 1972.

Trata-se de uma linguagem de programação que até hoje pode ser usada para praticamente todo tipo de projeto e em qualquer plataforma. Porém, não oferece bibliotecas padrões para a manipulação de estruturas muito avançadas. 

Já a linguagem C++ foi criada durante a década de 1980 e passou a oferecer mais vantagens. Afinal, ela contém a Standard Template Library (STL), uma extensa biblioteca que oferece diversas estruturas prontas e algoritmos para manipulá-la.

Com isso, essa linguagem tem sido capaz de atender a quase todas as necessidades.

A linguagem Java, por sua vez, de 1995, é bastante voltada para projetos. Facilita muito o desenho de softwares que possam ser executados em diversas plataformas sem maiores dificuldades ou a necessidade de modificação, já que ela cria uma ponte entre o aplicativo e o hardware do dispositivo em questão.

A importância das estruturas de dados 

As estruturas de dados são essenciais em projetos de desenvolvimento de algoritmos e programas em geral. Esse é um campo de estudo que deve fazer parte da formação de todo/a programador/a, pois só assim os/as profissionais serão realmente capazes de resolver problemas. 

Para entender mais sobre o desenvolvimento de dados e suas estruturas, leia o post do blog sobre Data Science e suas aplicações, uma área que está em constante evolução no mercado. 

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