Estrutura de Dados

Dados, existente em vários tipos, são blocos básicos da programação. Eles representam alguma unidade informação que pode ser acessado através de um identificador – comumente, uma variável.

A maioria das linguagens de programação trabalha com as variações baseadas nos quatro tipos primitivos de dados, sendo elas:

INT: valores numéricos inteiros (positivos e negativos);

FLOAT: valores numéricos decimais/com números após a vírgula (positivos e negativos);

BOOLEAN ou booleanos: representado apenas por dois valores, “verdadeiro” e “falso”. Também chamados de operadores lógicos;

TEXT: sequências ou cadeias de caracteres, utilizados para manipular textos e/ou outros tipos de dados não numéricos ou booleanos, como hashes de criptografia.

E para a organização do armazenamento e manipulação desses dados, utilizamos a estruturas de dados.

ESTRUTURA DE DADOS, O QUE SÃO?

Estrutura de dados, conceito da ciência da computação, essencial para profissionais que atuam com dados como desenvolvedores de software, cientistas de dados, dentre outros profissionais. Representa o modo otimizado, mais organizado e eficaz de armazenar e manipular dados, auxiliando no processamento de dados, permitindo a operação de algoritmos sobre eles de forma adequada e eficiente. A estrutura de dados tem várias vertentes para que essa manipulação de dados ocorra de forma eficiente.

Cada estrutura de dados tem um conjunto de métodos próprios para realizar operações como:

Inserir ou excluir elementos;

Buscar e localizar elementos;

Ordenar (classificar) elementos de acordo com alguma ordem especificada.

Dentre estas vertentes temos os arrays ou "arranjos".

Array, podendo também ser chamado de outros nomes, como: arranjo e mais especificamente, vetor (estruturas unidimensionais) e matriz (estruturas multidimensionais), nada mais é que um "espaço" divido em um determinado tamanho e possível de armazenar informações de um mesmo tipo (algumas poucas linguagens permitem armazenamento de dados de tipos diferentes no mesmo, sendo assim minoria de toda forma). trazendo mais um pouquinho para a programação, podemos citar exemplos práticos, como armazenar os valores dos salários de funcionários de uma empresa. Então criaríamos um array, tendo seu tipo como float, já que poderíamos ter valores decimais representando determinados valores de salário, criaríamos também, uma variável do tipo inteiro para ser o "índice do vetor" (variável que usaríamos para percorrer o vetor para ler, guardar informações e realizar qualquer tipo de manipulação nele).

Lista

As listas armazenam os elementos de forma sequencial, diferente de como ocorre nos arrays, as suas informações podem estar em qualquer lugar da memória , já que os seus endereços estão interligados. As listas usam ponteiros para interligar os elementos mostrando o próximo endereço, sem que seja necessário que eles estejam no próximo bloco de memória.

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Usando as listas não é necessário deslocar os elementos sempre que incluir ou excluir algo, como seria no array, basta mudar o endereço, visto que cada nó da lista direciona para o ponteiro da memória onde está o próximo elemento.

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Tipos de Listas

Lista encadeada simples: É uma lista que contém somente um endereço por nó apontando para o próximo da lista.

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Lista duplamente encadeada: São listas que cada nó possui dois ponteiros, em que um aponta para o próximo nó e o outro para o anterior.

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Lista encadeadas circulares: Nessa lista o último nó aponta para o primeiro, esse tipo de lista pode ser simples ou dupla.

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Se uma lista é ordenada, a ordem linear da lista corresponde à organização linear dos elementos da lista, podendo ser crescente ou decrescente. Se a lista não for ordenada, os elementos podem aparecer em qualquer ordem.

Vantagens:

• Facilidade em inserir ou retirar algo no meio da lista

• Flexibilidade em criar listas de tamanhos indefinidos

Desvantagens:

• Dificuldade em acessar os últimos itens, porque só conseguimos saber o endereço do elemento seguinte

• Muitas linguagens não possuem listas prontas, o programador precisa criá-las manualmente.

- Estrutura de Dados - Fila

A fila é um tipo especial de lista, onde os elementos são inseridos em uma extremidade, chamada início da fila, e retirados na extremidade oposta, chamada final da fila (figura 1). Esta característica é conhecida como FIFO (First In, First Out - Primeiro a Entrar, Primeiro a Sair). Desta forma, o primeiro elemento que foi inserido na fila será o primeiro elemento a ser removido. A estrutura fila pode ser comparada a uma fila de banco. O primeiro cliente que chegou, será o primeiro a ser atendido. Também a fila pode ser implementadas de forma estática, é uma estrutura de dados implementada sobre um vetor de tamanho fixo, definido previamente pelo programador, ou dinâmica, é construída sobre uma lista encadeada, o que significa que sua capacidade pode crescer de acordo com a necessidade do programa, restringida apenas pela memória disponível.

A estrutura de dados fila, como seu próprio nome já sugere, é semelhante ao funcionamento de uma fila de banco. Onde: 1) Se não há ninguém na fila e chega uma pessoa, está será o inicio e o fim da fila; 2) A partir de então, qualquer pessoa que chegar irá para o final da fila (após a pessoa que está no fim); 3) Cada elemento a ser removido será do inicio da fila (O primeiro que chega na fila é o primeiro que sai).

As operações mais comuns efetuadas com filas são:

•  Criar: cria uma fila vazia.

•  Enfileirar: insere um elemento no fim da fila.

•  Desenfileirar: remover um elemento no início da fila.

•  Exibir início: exibe o elemento do início da fila.

•  Exibir a quantidade: retorna a quantidade de elementos da fila.

•  Esvaziar: esvazia a fila.

As filas são úteis em diversas aplicações, como por exemplo, os sistemas operacionais, que utilizam filas para gerenciar o escalonamento dos processos que serão executados pelo processador e a alocação de recursos.

Uma fila possui elementos característicos, sem os quais torna-se impossível sua manipulação:

- Frente: é a posição que indica o próximo elemento a ser acessado. - Fim: é a posição que indica o próximo elemento a ser inserido. - Tamanho: é o número máximo de posições permitidas na fila.

Tamanho = 7 Frente = 1 Fim = 4

Operações:

Temos as operações de inicialização de uma fila, inserção de um elemento e retirada de um elemento.

- Inicialização: dizemos que uma fila F está vazia, quando sua frente e seu fim for igual a zero, ou seja, não existe nenhuma posição da estrutura ocupada por algum elemento.

- Inserção: podemos inserir elementos até que o fim seja igual ao tamanho. Inserção de elementos além do tamanho da fila, configura-se um caso de overflow,ocorre quando uma operação excede a capacidade de armazenamento de um tipo de dado, resultando em erros inesperados.

-Remoção: podemos retirar elementos da fila, até que frente seja igual ao fim. Retirada de elementos além desta situação, configura-se um caso de undeflow, se refere a uma condição em que um valor é reduzido abaixo do limite mínimo que pode ser representado por um tipo de dado,levando a comportamentos inesperados no programa.

Outras variações de fila:

Fila Circular: Uma variação da fila simples, mas que reaproveita o espaço do array quando o fim é alcançado, “voltando” para o início. Isso evita o problema de “fila cheia falsa” e permite melhor utilização da memória. É muito usada em sistemas embarcados, buffers de comunicação e estruturas que precisam de alto desempenho contínuo.

Fila Dupla (Deque – Double Ended Queue): É uma fila onde tanto o início quanto o fim podem receber inserções e remoções. Isso permite funções de fila e de pilha ao mesmo tempo. Usada em algoritmos de busca, navegadores (voltar/avançar), buffers deslizantes e estruturas mais flexíveis de dados.

Pergunta:

1- Qual é a regra básica de funcionamento de uma fila e como ela determina quem é atendido primeiro?

2- Em um aplicativo para anotar os pedidos dos clientes em um restaurante, os garçons adicionam novos pedidos ao final da fila e os cozinheiros retiram os pedidos do início da fila. Nesse aplicativo é usado um array ou uma lista?

Referências:

BEZERRA, Cícero Aparecido. Introdução às estruturas de dados. Curitiba: UFPR, 2018. Disponível em: https://acervodigital.ufpr.br/xmlui/bitstream/handle/1884/55879/introducaoEstruturaDados.pdf?sequence=1&isAllowed=y. Acesso em: 07 dez. 2025.

BALIEIRO, Ricardo. Estrutura de dados. 1. ed. Rio de Janeiro: SESES, 2015. 176 p. Disponível em: https://hood.com.br/new/filegator/repository/Estrutura%20de%20Dados/10%20Livro%20Estrutura%20de%20Dados.pdf. Acesso em: 07 dez. 2025

CORTÉS, Mariela Inés. Estrutura de Dados. 3. ed. Fortaleza, CE: EdUECE, 2015. Disponível em: https://www.uece.br/cct/wp-content/uploads/sites/28/2021/07/Estrutura-de-Dados-2014.pdf. Acesso em: 07 dez. 2025.

UNIOESTE. Aulas Estruturas de Dados. Cascavel: Universidade Estadual do Oeste do Paraná, 2019. Disponível em: https://www.inf.unioeste.br/~adair/ED/Notas%20de%20Aula/Aulas%20Estruturas%20de%20Dados.pdf. Acesso em: 07 dez. 2025.

LUCCHESI, Cláudio L.; KOWALTOWSKI, Tomasz. Estruturas de Dados e Técnicas de Programação. Versão 1.12. Campinas: Instituto de Computação – UNICAMP, 2004. Disponível em: https://www.ic.unicamp.br/~mc202abcd/ln_tkcll.pdf. Acesso em: 07 dez. 2025.

BHARGAVA, A. Y. Entendendo Algoritmos: um guia ilustrado para programadores e outros curiosos. Novatec, 2017.

‌CORMEN, Thomas H. et al. Algoritmos: teoria e prática. 3. ed. Rio de Janeiro: GENLTC, 2012.

SIQUEIRA, Fernando De. 14-Listas. ALGORITMOS E ESTRUTURAS DE DADOS AVANÇADOS. Disponível em:https://sites.google.com/site/proffdesiqqueiraalgeedavanc/aulas/14-listas

SONG, Siang Wun. Listas Lineares. São Paulo: IME/USP, 2008. Disponível em: https://www.ime.usp.br/~song/mac5710/slides/02linear.pdf

Piech, Chris. Arrays. CS106A, Stanford University. Disponível em: chrome-extension://efaidnbmnnnibpcajpcglclefindmkaj/https://web.stanford.edu/class/archive/cs/cs106a/cs106a.1184/lectures/15-Arrays/15-Arrays.pdf

Lintzmayer, Carla Negri. Análise de Algoritmos e de Estruturas de Dados.

Bezerra, Cicero Aparecido. Introdução às estruturas de dados.

https://www.alura.com.br/artigos/estruturas-de-dados-introducao