Vector (programación)
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En programación, un vector, array, arreglo o alineación es un conjunto o agrupación de variables del mismo tipo cuyo acceso se realiza por índices. Los vectores o arrays de dos o más dimensiones se denominan matrices, que pueden tener tantas dimensiones como se desee; aunque lo correcto es llamarlo arreglo (de memoria) ya que una variable de más de dos dimensiones, no cumple con las características matemáticas de una matriz numérica.
Desde el punto de vista del programa, una matriz (array ó vector) es una zona de almacenamiento contiguo, que contiene una serie de elementos del mismo tipo, los elementos de la matriz. Desde el punto de vista lógico podemos considerarlas como un conjunto de elementos ordenados en fila. Así pues, en principio todas las matrices son de una dimensión, la dimensión principal, pero veremos que los elementos de esta fila pueden ser a su vez matrices (un proceso que puede ser recursivo), lo que nos permite hablar de la existencia de matrices multidimensionales, aunque las más fáciles de "ver" o imaginar son las de dos y tres dimensiones.
Puede afirmarse que las matrices son un recurso de programación simple y socorrido; en realidad pueden considerarse como las "estructuras" de datos más simples que cabe imaginar (todos los elementos del mismo tipo). Presentan la ventaja de que sus elementos son rápidamente accesibles, en especial si utiliza punteros en vez de subíndices, pero presentan una notable limitación: son de tamaño fijo; es preciso definir su tamaño desde el principio y no pueden ser fácilmente incrementadas o disminuidas sino mediante complejos procesos de copia.
Estas estructuras de datos son adecuadas para situaciones en las que el acceso a los datos se realice de forma aleatoria e impredecible. Por el contrario, si los elementos pueden estar ordenados y se va a utilizar acceso secuencial sería más adecuado utilizar una lista.
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[editar] Índices
Para acceder al valor de una posición determinada dentro del vector, es común utilizar el índice que, generalmente, es numérico, empezando desde cero hasta el número de elementos - 1; esto es, en el caso de un vector de 5 elementos el primer elemento sería el de índice 0, mientras que el último tendría como índice el 4. En algunos ámbitos matemáticos se comienza a numerar los vectores desde el 1 en lugar de desde el 0.
Lenguajes como Python llevan al extremo las utilización de índices y permiten el uso de números negativos para referenciar el vector desde el final hacia la posición inicial. Por ejemplo, el índice -1 corresponde al último elemento y el -2 corresponde al penúltimo.
[editar] Notación
La representación de un elemento en un vector se suele hacer mediante el identificador del vector seguido del índice entre corchetes, paréntesis o llaves:
| Notación | Ejemplos |
|---|---|
| vector[índice] | (C, C++, Java, etc.) |
| vector(índice) | (Basic) |
| vector{índice} |
Aunque muchas veces en pseudocódigos y en libros de matemática se representan como letras acompañadas de un subíndice numérico que indica la posición a la que se quiere acceder. Por ejemplo: a0,a1,a2,...
[editar] Forma de Acceso
La forma de acceder a los elementos del array es directa, al contrario de las listas. Esto significa que el elemento deseado es obtenido a partir de su índice y no hay que ir buscándolo elemento por elemento. En el caso de una lista, por ejemplo, para llegar al tercer elemento hay que acceder a los dos anteriores o almacenar un apuntador o puntero que permita acceder de manera rápida a ese elemento.
Para trabajar con vectores muchas veces es preciso recorrerlos. Esto se realiza por medio de ciclos de repetición. El algoritmo clásico para recorrer un vector se refleja en el siguiente pseudocódigo:
i = 0
mientras (i < longitud)
#Se realiza alguna operación con el vector en la i-ésima posición
f(v[i])
i=i+1
fin_mientras
[editar] Vectores dinámicos
Dependiendo del tipo de vector y del lenguaje de programación que se utilice, este vector puede tener una cantidad fija o variable de datos. En el segundo caso, se los denomina vectores dinámicos. Los vectores dinámicos sacan su espacio del denominado heap del programa. Un uso incorrecto de los vectores dinámicos puede conducir a una fuga de memoria, por eso, se aconseja siempre en estos lenguajes liberar la memoria utilizada.
Lenguajes más modernos y de más alto nivel, cuentan con un mecanismo denominado recolector de basura (como es el caso de Java) que permiten que el programa decida si debe liberar el espacio basándose en si se va a utilizar en el futuro o no un determinado objeto.
Ejemplos:
- Declaración en C++ de un vector estático:
int v[5];
for (int i=0; i<5; i++)
{
v[i]=2*i;
}
| 0 | 1 | 2 | 3 | 4 |
|---|---|---|---|---|
| 0 | 2 | 4 | 6 | 8 |
- Declaración en C++ de un ( vector de la STL o vector dinámico):
vector<int> v;
for (int i=0; i<5; i++)
{
v.push_back(2*i);
}
En el caso del lenguaje C, la forma de crear vectores estáticos es igual que en c++, pero para vectores dinámicos se utilizan la instrucciones malloc y realloc, acompañadas por free (para liberar la memoria utilizada).
En lenguajes compilados y en la mayoría de máquinas virtuales, la representación de matrices suele ser en una dimensión, es decir: un conjunto consecutivo de celdas de memoria (como si fueran un gran vector). El compilador (o traductor a byte-code) realizará las conversiones pertinentes para transformar un acceso a una matriz en un acceso a un vector.
