¿Qué debo aprender primero: estructuras de datos o algoritmos?

La estructura de datos y los algoritmos son una parte integral de la informática. Todos los entusiastas, en algún momento, aprenden estos dos temas importantes. Son temas diferentes pero muy interrelacionados. Esta interrelación saca a relucir la gran pregunta que debe responderse: “ ¿Qué debo aprender primero: estructuras de datos o algoritmos? ” 

En este artículo, nos centraremos en este problema e intentaremos brindarle una solución junto con una visión general de ambas posibilidades. En primer lugar, antes de comprender cuál es la primera prioridad que debe aprender, es imprescindible que primero aprenda qué es una estructura de datos y qué es un algoritmo.

Tabla de contenido

   

¿Qué es la estructura de datos?

Una estructura de datos es el modelo matemático o lógico de una organización de datos. En resumen, una estructura de datos es una forma de organizar los datos en una forma accesible para las computadoras. Permite el procesamiento de una gran cantidad de datos en un período de tiempo relativamente corto. El propósito principal de usar estructuras de datos es reducir las complejidades de tiempo y espacio. Una estructura de datos eficiente utiliza un espacio de memoria mínimo y requiere el mínimo tiempo posible para ejecutarse.

Si primero pensamos en aprender la estructura de datos, entonces tenemos que cubrir los siguientes temas que se usan principalmente en informática:

Tipos de estructura de datos:

• Arrays : una array es una colección de elementos del mismo tipo colocados en ubicaciones de memoria contiguas.
• Listas enlazadas: es una estructura de datos lineal, en la que los elementos no se almacenan en ubicaciones de memoria contiguas y los elementos están enlazados entre sí.
• Pilas : Siga el principio LIFO (Último en entrar, primero en salir). En esto, el último elemento de la pila se eliminará primero.
• Colas : Sigue el principio FIFO (First In First Out), en este, el primer elemento almacenado se elimina primero.
• Tablas hash : este es un tipo de estructura de datos que almacena valores que tienen claves relacionadas con cada uno de ellos.
• Árboles : es una estructura de datos en la que los datos se organizan jerárquicamente y se vinculan entre sí. Algunos ejemplos son el árbol de búsqueda binaria, el árbol binario, el árbol Splay, el árbol AVL, etc.
• Montones : es una estructura de datos especializada basada en árboles, también llamada montón binario en el que se almacenan los datos.
• Grafos : consiste en un conjunto de Nodes y aristas que se conectan entre sí.

¿Qué es Algoritmo?

Ahora, pasemos al otro lado de la moneda y veamos qué significa el término algoritmo. Los algoritmos son conjuntos bien definidos de instrucciones diseñadas que se utilizan para resolver problemas o realizar una tarea. Para explicarlo en términos más simples, es un conjunto de operaciones realizadas paso a paso para ejecutar una tarea.

Considere un algoritmo simple para multiplicar dos números:

1. Tome dos entradas numéricas
2. Multiplica números usando el operador *
3. mostrar el resultado

Podemos ver que para realizar la tarea de multiplicación, tenemos que seguir la operación paso a paso. Cualquier paso dado de manera diferente, o cualquier paso diferente, ambos no conducirán al resultado esperado.

Si pensamos en aprender algoritmos primero, entonces tenemos que cubrir los siguientes temas que se usan principalmente en informática:

• Análisis de Algoritmos
• Buscando y Ordenando
• Algoritmos codiciosos
• Programación dinámica
• Búsqueda de patrones
• retrocediendo
• Divide y conquistaras
• Algoritmos Geométricos
• Algoritmos matemáticos
• Algoritmos de bits
• Algoritmos gráficos
• Algoritmos aleatorios
• Rama y atado

Para obtener más información sobre los algoritmos, consulte nuestro artículo: » Introducción a los algoritmos «.

¿Por qué es importante aprender las estructuras de datos y los algoritmos?

Es natural tener dudas sobre cualquier decisión, como puede ser el caso con el aprendizaje de DSA. Puede encontrarse fácilmente en un dilema sobre por qué debería aprender DSA. No se preocupe, cubrimos sus pies fríos. La estructura de datos y los algoritmos ayudan a comprender la naturaleza del problema a un nivel más profundo y, por lo tanto, a una mejor comprensión del mundo. 

¿Por qué debería aprender estructura de datos?

Las estructuras de datos son la piedra angular de problemas más complejos. En general, las estructuras de datos implementan las formas físicas de los tipos de datos abstractos. Juegan un papel importante en el diseño de software eficiente y en la implementación de algoritmos. Además de utilizar estructuras de datos, también es importante elegir la estructura de datos adecuada para cada tarea. Elegir una estructura de datos inapropiada puede resultar en tiempos de ejecución lentos o código ineficiente.
A continuación se muestran algunos ejemplos de cómo se utilizan las estructuras de datos:

1. Almacenamiento de datos: las estructuras de datos se utilizan para almacenar registros en un sistema de administración de bases de datos especificando una colección de atributos y sus estructuras.
2. Gestión de recursos y servicios: los recursos y servicios básicos del sistema operativo (SO) se habilitan mediante el uso de estructuras de datos, como listas vinculadas para la asignación de memoria, la gestión de directorios de archivos y los árboles de estructura de archivos, así como las colas de programación de procesos.
3. Intercambio de datos: las estructuras de datos organizan la información que se comparte entre las aplicaciones, como los paquetes TCP/IP.
4. Ordenar y clasificar: las estructuras de datos proporcionan formas eficientes de clasificar objetos como árboles de búsqueda binarios, también llamados árboles binarios ordenados o ordenados. Las estructuras de datos de las colas de prioridad organizan los elementos según su prioridad, etc.
5. Indexación: las bases de datos a menudo usan estructuras de datos aún más sofisticadas, como árboles B, para indexar objetos.
6. Búsqueda: los índices creados mediante árboles de búsqueda binarios, árboles B o tablas hash aceleran la capacidad de encontrar un elemento buscado específico.
7. Escalabilidad: las aplicaciones de big data utilizan estructuras de datos para asignar y administrar el almacenamiento de datos en ubicaciones de almacenamiento distribuidas, lo que garantiza la escalabilidad y el rendimiento. 

¿Por qué deberías aprender Algoritmos?

Un algoritmo es una secuencia de instrucciones o acciones que se realizan dentro de una cantidad limitada de espacio-tiempo para proporcionar una solución a un problema en particular. Es un enfoque sistemático y lógico para abordar o superar un problema mediante el proceso paso a paso para comenzar desde cero y desarrollar una solución.

Es esencial tener un algoritmo que sea avanzado tanto en el tiempo como en el espacio, y la mejor manera de iluminar varios tipos de problemas es con la ayuda de varios tipos de técnicas algorítmicas.

Suponga, por ejemplo, que decide cocinar una nueva receta, lee las instrucciones y luego sigue cada paso como se describe en la receta. Después de seguir los pasos, podrá cocinar su comida.

Los algoritmos en la programación se utilizan para obtener el resultado deseado, estos algoritmos son independientes del idioma, es decir, se pueden invocar en cualquier idioma. Como era de esperar, la salida también será la misma.

La estructura de datos y los algoritmos ayudan a comprender la naturaleza del problema a un nivel más profundo y, por lo tanto, a una mejor comprensión del mundo.

Si desea obtener más información acerca de por qué las estructuras de datos y los algoritmos son necesarios, debe ver este video del Sr. Sandeep Jain (CEO y fundador, GeeksforGeeks).

Para comprender más sobre su importancia, también puede consultar nuestro artículo detallado sobre: ​​“ ¿Por qué es importante aprender las estructuras de datos y los algoritmos? “

¿Cómo se relacionan las estructuras de datos y los algoritmos?

Como dijimos anteriormente, aunque las estructuras de datos y los algoritmos son diferentes, están muy interrelacionados. Ahora echemos un vistazo a cómo. 

• Una estructura de datos es una entidad que contiene información utilizada por los algoritmos. 
• Una estructura de datos le permite almacenar elementos en la memoria y proporciona funciones para manipular los elementos que se almacenan. 
• Algunas estructuras de datos son más adecuadas para resolver problemas específicos. 
• Implementamos un algoritmo en nuestra computadora usando estructuras de datos, que le permiten almacenar los datos que usará para resolver el problema.

Por ejemplo, 
si necesitamos ordenar una lista de números, entonces podemos usar una estructura de datos de array para almacenar los números y aplicar algoritmos de clasificación como ordenación rápida , ordenación por inserción , etc. para ordenar la array.
Si queremos almacenar solo elementos únicos y encontrar cualquier elemento en él, entonces podemos pensar en usar una estructura de datos establecida que mantenga solo elementos únicos y podemos usar un algoritmo de búsqueda binaria para buscar un elemento en él.

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Ventajas y desventajas de la estructura de datos de aprendizaje primero

¿Está planeando ir primero con las estructuras de datos y luego con los algoritmos? Te entendemos. Es por eso que hemos seleccionado la siguiente sección para ayudarlo a comprender las ventajas y desventajas de optar primero por estructuras de datos. 

Primero los méritos de la estructura de datos de aprendizaje:

1. Aprenderá cómo la estructura de datos ayuda a almacenar los datos de manera eficiente en el dispositivo de almacenamiento.
2. También aprenderá cómo la estructura de datos brinda la conveniencia de recuperar los datos de los dispositivos de almacenamiento y proporciona un procesamiento efectivo y eficiente en pequeñas y grandes cantidades de datos.
3. Obtendrá una idea de cómo la elección de una estructura de datos adecuada puede reducir el costo de operación, como la recuperación o el procesamiento de datos. lo que ahorrará tiempo y dinero a los programadores y usuarios.
4. Verá que las modificaciones se pueden realizar fácilmente en datos de gran tamaño eligiendo la estructura de datos más adecuada.
5. Conocerá las propiedades de cada estructura de datos, con sus ventajas y desventajas, lo que eventualmente ayudará a resolver problemas.

Deméritos de aprender la estructura de datos primero: 

1. Profundizar solo en las estructuras de datos, sin el conocimiento de los algoritmos, puede dificultar los conceptos.
2. Hay algunas estructuras de datos avanzadas como conjuntos disjuntos , árboles autoequilibrados , árboles de segmentos , intentos , etc. que necesitan un conocimiento previo sobre el algoritmo. Entonces, antes de conocer su algoritmo adecuado, será muy difícil de implementar.
3. Aprender solo sobre estructuras de datos no será útil, ya que no es necesario que la mejor estructura de datos sea la más eficiente para un escenario en particular.

Primeros méritos y desventajas de los algoritmos de aprendizaje

¡Ciertas veces, sientes lo difícil que será aprender algoritmos primero sin el conocimiento de la estructura de datos! Para ayudarlo a sumergirse en esta situación, hemos resumido lo mejor de los méritos y desventajas de lo que puede suceder si primero aprende algoritmos, en lugar de DS.

Primeros méritos del algoritmo de aprendizaje:

1. Aprenderá cómo dividir el problema en subproblemas más pequeños que se pueden convertir fácilmente en un programa.
2. Aprenderá cómo los algoritmos ayudarán a los programadores a implementar fácilmente la solución al problema.
3. Aprenderá cómo los algoritmos pueden reducir la complejidad del tiempo para resolver cualquier tarea en particular.
4. Aprenderá cómo se escribe la implementación lógica de los programas en pasos para resolver el problema.
5. Se vuelve fácil para cualquier programador depurar el código fácilmente e identificar el error lógico en el programa.

Deméritos del algoritmo de aprendizaje primero:

1. Como la mayoría de los problemas están relacionados con los datos, su recuperación o procesamiento y modificación, antes de tener un conocimiento previo de la estructura de los datos, no se puede aplicar directamente.
2. Será muy difícil aprender y aplicar el algoritmo sin tener ninguna estructura de datos.
3. El concepto del algoritmo más eficiente para un problema no se cumplirá en todos los escenarios.

¿Qué debe aprender primero: estructuras de datos o algoritmos? – La conclusión

Las estructuras de datos y los algoritmos dependen unos de otros. Usamos una estructura de datos adecuada para aplicar algoritmos y, de manera similar, aplicamos algoritmos a la estructura de datos. Y también queda claro a partir de la definición que la estructura de datos almacena los datos no estructurados de forma organizada, mientras que los algoritmos son el conjunto de instrucciones que sigue una computadora para resolver una tarea en particular.

Las estructuras de datos son los componentes básicos de los algoritmos, y los algoritmos son las plataformas sobre las que se aplican y prueban las estructuras de datos.

Con todos los casos presentados, y después de discutir las ventajas y desventajas de cada escenario, es importante que primero comience a aprender Estructuras de datos, pero no profundice en ellas sin el conocimiento de Algoritmos. Tanto las estructuras de datos como los algoritmos son necesarios para obtener los mejores resultados y, por lo tanto, es mejor que se estudien al mismo tiempo.

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