Entenda o que é a importância da estrutura de dados na linguagem da programação

O universo da programação possui uma série de fundamentos considerados essenciais para o desenvolvimento dos mais diversos softwares. Considerada um ponto-chave em qualquer projeto, a estrutura de dados tem um papel relevante no trabalho de todos os programadores. Mas você sabe o que é esse conceito?

Para te ajudar a entender um pouco mais sobre esse tema, separamos neste texto as principais informações a respeito. Aqui você vai conferir para que serve uma estrutura de dados, a sua importância, quais são as mais utilizadas, além de se aprofundar no universo de dados e suas análises relacionadas. 

Aproveite o conteúdo e boa leitura! 

Conceituando os termos ligados a estrutura de dados

Antes de começarmos a falar sobre estrutura de dados, é necessário entender um pouco mais sobre os termos que estão conectados diretamente com o tema. Acompanhe.  

O que são dados

Muita gente não sabe, mas dados não são apenas números. E quando falamos em programação, eles possuem um leque muito mais amplo de importância dentro de sua concepção.

Essas informações podem ser as mais diversas possíveis, desde números e fatos até ocorrências registradas em determinado projeto. Com isso, além de numéricos, os dados também podem ter outros elementos, como lógicos e alfanuméricos. 

Como diferenciar dados, informações e conhecimento?

A maioria das pessoas acaba se confundindo entre os conceitos de dados, informações e conhecimento. 

Os dados, como já explicamos, podem ser formados por uma série de coisas. Já com relação às informações, é quando esses dados são interpretados por alguém, seja uma máquina ou um humano. Por fim, o conhecimento nada mais é do que o resultado da junção entre os dados e a interpretação das informações.  

E análise de dados, o que é?

Sabe quando você faz o login em algumas plataformas e precisa realizar a validação de captcha por meio de imagens? Pois este é um ótimo exemplo de como as máquinas conseguem fazer a análise de dados, reconhecendo padrões. 

Embora essa seja uma tarefa simples para nós, humanos, para as máquinas essa verificação pode ser algo mais complexo, pois, esse tipo de atividade é uma forma de estrutura e visualização de dados para elas. 

Com isso, podemos dizer que a análise de dados nada mais é do que a validação das informações necessárias para uma determinada ação de um conjunto de tarefas.

Como a análise de dados se relaciona com a estrutura de dados?

É por meio da estrutura de dados que as máquinas conseguem fazer a análise dos dados. Para facilitar esse entendimento, seguiremos o exemplo dado anteriormente. 

Quando ocorre uma validação de imagens por meio do captcha, elas se tornam uma representação da estrutura de dados configurada por um programador, front-end, arquiteto de software, entre outros.

O que é uma estrutura de dados?

Estrutura de dados é a forma com que as informações são organizadas. Essa organização ajuda no processamento mais fluido por parte das máquinas, e na interpretação das informações do lado humano. Além disso, a estrutura leva em consideração muitos aspectos, considerando desde a relação dos dados até a eficiência de busca projetada no projeto. 

A estrutura de dados também ajuda o programador a implementar diversos métodos para realizar determinadas operações, como: excluir, incluir, buscar e localizar elementos. 

Para que serve uma estrutura de dados

De maneira direta, podemos dizer que a estrutura de dados visa trazer mais eficiência para a implementação de um determinado dado. Ela é essencial para que as máquinas possam fazer a leitura de uma abundante quantidade de informações. Isso ajuda, especialmente, no desenvolvimento de softwares, pois, em muitos casos, eles são extensos. 

Além disso, algoritmo e estrutura de dados andam juntos, já que essa conexão é essencial para desenvolver programas em geral, mesmo aqueles que não sejam complexos.

Por ser tão importante, é fundamental que o profissional da área estude os mais diversos tipos de linguagens de programação para entender como eles se conectam. Sendo assim, conhecer sobre estrutura de dados em C e estrutura de dados em Javascript pode ajudar nesse sentido. 

Características das estruturas de dados

Dentro de um projeto de programação existem algumas características relacionadas à estrutura de dados. A seguir, listamos quais são elas:

• Lineares;
• Não lineares;
• Homogêneas;
• Heterogêneas;
• Estáticas;
• Dinâmicas.

Principais estruturas de dados

Para se aprofundar um pouco mais nas características e nos tipos de estrutura de dados, listamos abaixo algumas das principais: 

Array

Uma das estruturas de dados mais comuns, Array também é conhecido como arranjo, vetor ou matriz. É uma das primeiras que qualquer programador aprende ou estuda. Ele nada mais é do que uma lista que coloca os valores em ordem. Veja o exemplo:

const listaNumeros = [4, 8, 12, 16, 24, 33];

const listaCores = [“amarelo”, “verde”, “vermelho”];

Esse tipo de estrutura de dados é utilizada em quase todas as ocasiões onde é necessário organizar uma informação específica, seja ela recebida por meio de uma API ou por meio de uma base de dados. 

Pilha

Quando se usa um array, todo elemento pode ser manipulado com funções próprias independentemente da posição da lista. Entretanto, em alguns momentos, as operações realizadas na estrutura necessitam de mais controle. 

Para isso, pode ser implementada ou a estrutura de dados conhecida como pilha, chamada de stack, ou a fila de estrutura de dados, chamada de queue (falaremos mais sobre ela abaixo).

Essas funcionalidades servem para manter uma maior organização das informações na programação. A ideia principal da pilha passa pela lógica do “primeiro a sair, último a entrar”. 

Fila

Assim como a pilha, a estrutura em fila visa organizar os dados com mais eficiência. A diferença entre elas é que na fila o programador consegue manipular dados por meio da lógica “primeiro a entrar, primeiro a sair”. Na pilha, como já dissemos, a formatação é “último a entrar, primeiro a sair”. 

Deque

Conhecida como fila de duas pontas, na estrutura de que é possível inserir ou remover elementos de qualquer lugar, seja no início ou no final. Nesse caso, podemos fazer a comparação com uma fila de supermercado. Em um caixa preferencial, uma gestante pode passar na frente e ser atendida mesmo que tenha chegado depois. 

Fila circular

A fila circular visa resolver um entrave na fila linear, ou seja, preencher os espaços vazios que podem aparecer após a retirada de elementos do início da fila. O último elemento sempre se conecta com o primeiro. 

Lista ligada

Embora quase todos os tipos de linguagens de programação tenham mecanismos nativos para o uso de arrays, seja para remover ou adicionar elementos. Apesar disso, você precisa ter em mente três coisas.

• A primeira delas é que em praticamente todas as linguagens de programação, os arrays possuem tamanhos fixos.
• A segunda é que a ocupação dos elementos na memória é sequencial. 
• A terceira e última diz respeito à complexidade para inserir ou remover um array, já que essa tarefa não é tão simples. Isso ocorre porque esses elementos precisam ser deslocados. 

Árvore

Se você precisa organizar os dados de forma hierárquica, a estrutura em árvore é ideal. Além disso, é possível acessá-los de forma mais rápida. Toda estrutura pensada em árvore pode ser binária, não binária ou binárias de busca. 

Um exemplo deste último são apps de busca, como o Google, que contam com entrada recorrente de informações e dados. 

Heap binário

Essa estrutura é um braço da árvore e seu  objetivo é a implementação de filas de prioridade. Seu grande diferencial é que o heap, que garante mais eficiência na hora de extrair o valor mínimo ou máximo de uma lista.

Grafo

Os grafos são capazes de organizar uma série de elementos e, inclusive, fazer relações com redes sociais, por exemplo. 

Trata-se de algoritmos que fazem a relação com sugestões de conexões, cálculos de relacionamentos, entre outros. Sabe quando você começa a seguir uma página no Instagram e depois aparecem sugestões de contas similares? Então, são os grafos que conseguem realizar essas conexões.  

Qual a importância de usar a estrutura de dados?

Fundamental para o desenvolvimento de programas e algoritmos, a estrutura de dados tem grande importância, pois é por meio dela que os profissionais de programação conseguem resolver problemas e desenvolver projetos. 

Ela resolve problemas de gestão de informações, deixando tudo mais organizado, criando relações lógicas para essas construções. Tudo isso ajuda a evitar a duplicidade de dados e a eventual presença de informações conflitantes.  

Como você pode ter visto, a estrutura de dados exerce uma função super importante na construção de qualquer projeto de programação. Além disso, existem vários tipos de estrutura de dados, cada uma voltada para uma aplicação diferente. Portanto, se você quiser se aprofundar em alguma área específica, estude bastante. Cada uma delas tem a sua utilidade e, a depender do projeto, pode ser essencial para o resultado do trabalho.