Las estructuras de datos son una forma de organizar y almacenar datos en una computadora de manera que puedan ser utilizados de manera eficiente. Son fundamentales en la programación y en el desarrollo de algoritmos, ya que permiten manejar grandes cantidades de datos de manera óptima.

1. Definición:

   • Una estructura de datos es una colección de valores, la relación entre ellos y las operaciones que se pueden realizar sobre ellos.

2. Propósito:

   • Facilitar la organización y manipulación de datos.
   • Mejorar la eficiencia de los algoritmos.
   • Permitir el almacenamiento y recuperación de datos de manera eficiente.

3. Componentes:

   • Datos: Los valores que se almacenan.
   • Relaciones: Cómo se conectan o relacionan los datos entre sí.
   • Operaciones: Las acciones que se pueden realizar sobre los datos (inserción, eliminación, búsqueda, etc.).

1. Listas:

   • Una colección ordenada de elementos.
   • Ejemplo: [1, 2, 3, 4, 5]

2. Pilas:

   • Una colección de elementos con acceso restringido, donde el último en entrar es el primero en salir (LIFO: Last In, First Out).
   • Ejemplo: push(1) -> push(2) -> pop() -> 2

3. Colas:

   • Una colección de elementos con acceso restringido, donde el primero en entrar es el primero en salir (FIFO: First In, First Out).
   • Ejemplo: enqueue(1) -> enqueue(2) -> dequeue() -> 1

4. Árboles:

   • Una estructura jerárquica de datos con un nodo raíz y subnodos hijos.
   • Ejemplo: Un árbol binario con raíz A y dos hijos B y C.

5. Grafos:

   • Una colección de nodos y aristas que conectan pares de nodos.
   • Ejemplo: Un grafo con nodos A, B, C y aristas (A, B), (B, C).

1. Eficiencia:

   • Las estructuras de datos adecuadas pueden mejorar significativamente la eficiencia de los algoritmos.
   • Ejemplo: Buscar un elemento en una lista desordenada vs. un árbol binario de búsqueda.

2. Organización:

   • Ayudan a organizar los datos de manera lógica y estructurada.
   • Ejemplo: Usar una pila para realizar un seguimiento de las llamadas de función en un programa.

3. Manejo de Grandes Volúmenes de Datos:

   • Permiten manejar y procesar grandes volúmenes de datos de manera efectiva.
   • Ejemplo: Usar una cola de prioridad para gestionar tareas en un sistema operativo.

Vamos a ver un ejemplo práctico de una estructura de datos simple: una lista en Python.

• Crear una lista: mi_lista = [1, 2, 3, 4, 5] crea una lista con cinco elementos.
• Acceder a un elemento: mi_lista[2] accede al tercer elemento de la lista (índice 2).
• Añadir un elemento: mi_lista.append(6) añade el número 6 al final de la lista.
• Eliminar un elemento: mi_lista.remove(3) elimina el primer elemento con valor 3 de la lista.
• Buscar un elemento: 4 in mi_lista verifica si el número 4 está en la lista.

Crea una lista de números del 1 al 10. Luego, realiza las siguientes operaciones:

1. Añade el número 11 al final de la lista.
2. Elimina el número 5 de la lista.
3. Verifica si el número 7 está en la lista.
4. Imprime la lista final.

En esta sección, hemos aprendido qué son las estructuras de datos, su importancia y algunos ejemplos comunes. También hemos visto un ejemplo práctico de cómo trabajar con listas en Python. En el próximo módulo, profundizaremos en las listas y sus variantes, como las listas enlazadas y las listas dobles enlazadas.