UT4 – Estructuras de datos Complejas

Hasta ahora se han trabajado los tipos de datos simples de Python, como números, cadenas o valores lógicos. Sin embargo, en la mayoría de programas es necesario almacenar y manipular varios valores a la vez, ya sea una lista de nombres, las notas de un grupo de alumnos o los productos de una tienda. Para ello, Python ofrece una serie de tipos de datos complejos o estructuras de colección, que permiten agrupar varios elementos en una sola variable.

Estos tipos de datos no solo almacenan información, sino que también proporcionan métodos y operaciones específicas para acceder, recorrer o modificar sus contenidos. Gracias a ello, se convierten en herramientas fundamentales para organizar datos de forma eficiente y estructurada.

En esta unidad se estudiarán las cuatro colecciones principales de Python:

• Listas, que permiten guardar varios elementos ordenados y modificables.
• Tuplas, similares a las listas, pero inmutables.
• Conjuntos, que almacenan elementos únicos sin orden.
• Diccionarios, que asocian claves con valores, como si fueran mini bases de datos.

Cada una de estas estructuras tiene propiedades y usos específicos que las hacen más adecuadas para distintas situaciones. A lo largo del tema se aprenderá cómo crearlas, modificarlas y utilizarlas en programas reales, comprendiendo además sus diferencias y ventajas.

📊 Características de cada estructura

Tipo	Ordenado	Mutable	Permite duplicados	Estructura clave–valor
List	✅	✅	✅	❌
Tuple	✅	❌	✅	❌
Set	❌	✅	❌	❌
Dict	✅	✅	❌ (en claves)	✅

tip

Usa listas cuando necesites modificar elementos, tuplas para datos fijos, conjuntos para eliminar duplicados y diccionarios para datos relacionados.

📊 Cuándo usar cada tipo

Necesidad	Tipo recomendado	Motivo
Lista de datos que cambiarán con el tiempo.	list	Permite añadir, borrar o modificar elementos.
Colección de datos fijos, por ejemplo coordenadas o constantes.	tuple	Protege la información (inmutable).
Agrupar valores únicos y realizar operaciones de conjuntos.	set	Evita duplicados y facilita uniones o intersecciones.
Asociar valores a una clave identificadora.	dict	Permite acceso rápido a los datos por clave.

📊 Tabla resumen de la unidad

Característica	Lista (list)	Tupla (tuple)	Conjunto (set)	Diccionario (dict)
Estructura	Colección ordenada de elementos.	Colección ordenada inmutable.	Colección no ordenada sin duplicados.	Colección de pares clave–valor.
Sintaxis	[1, 2, 3]	(1, 2, 3)	{1, 2, 3} o set()	{"clave": "valor"}
Orden	✅ Sí (mantiene orden de inserción)	✅ Sí	❌ No (sin orden definido)	✅ Sí (desde Python 3.7)
Mutabilidad	✅ Mutable (puede modificarse)	❌ Inmutable	✅ Mutable	✅ Mutable
Duplicados	✅ Permitidos	✅ Permitidos	❌ No permitidos	❌ No en claves (sí en valores)
Indexación	✅ Por índice numérico	✅ Por índice numérico	❌ No tiene índices	✅ Por clave
Tipo de elementos	Cualquier tipo (puede mezclar)	Cualquier tipo	Solo elementos hashables (inmutables)	Claves inmutables, valores de cualquier tipo
Anidamiento	✅ Sí	✅ Sí	✅ Sí, pero poco frecuente	✅ Sí
Métodos principales	append(), insert(), remove(), sort(), extend(), pop()	count(), index()	add(), remove(), discard(), union(), intersection(), difference()	keys(), values(), items(), get(), update(), pop()
Iteración	Por elementos o índices.	Por elementos.	Por elementos (orden aleatorio).	Por claves, valores o pares.
Comprensiones	[x for x in lista]	❌ No aplica	{x for x in iterable}	{k:v for ...}
Usos comunes	Listas de datos cambiantes, colecciones dinámicas.	Datos fijos o constantes, coordenadas, pares inmutables.	Agrupaciones sin repetidos, operaciones matemáticas, filtrado de valores.	Estructuras asociativas, bases de datos pequeñas, configuración, mapeos.
Ejemplo práctico	notas = [7, 8, 9]	punto = (3, 4)	colores = {"rojo", "verde"}	usuario = {"nombre":"Ana", "edad":20}