Guía Completa de Arreglos Dinámicos en Java

Los arreglos dinámicos en Java permiten que los programas almacenen y administren datos de forma más efectiva, dándonos mayor flexibilidad y versatilidad como programadores. En esta guía completa, aprenderemos las bases de los arreglos dinámicos en Java, y se dan algunos consejos avanzados que nos ayudarán a sacar el máximo provecho a nuestros proyectos de programación.

¿Qué es un arreglo dinámico en Java?

Los arreglos dinámicos en Java son una estructura de datos que permiten almacenar un conjunto de elementos de un mismo tipo de manera secuencial y ayudan en el almacenamiento y manipulación de datos, dándole mayor flexibilidad a los programadores.

Estos arreglos son similares a los arreglos tradicionales, con la diferencia de que su tamaño puede ser modificado dinámicamente en tiempo de ejecución. Esto significa que podemos agregar o eliminar elementos del arreglo sin tener que preocuparnos por su tamaño.

Si estás buscando sobre los arreglos estáticos, puedes leer mi artículo sobre arreglos estáticos en Java

En Java, los arreglos dinámicos se implementan utilizando la clase ArrayList. Esta clase es parte de la librería estándar de Java y proporciona una interfaz fácil de usar para trabajar con arreglos dinámicos.

Si eres nuevo en Java, o necesitas recordar sobre qué son las clases en Java, puedes leer mi artículo sobre clases en Java

Entender cómo trabajan los arreglos dinámicos en Java es esencial para programar de forma efectiva con esta poderosa estructura de datos.

¿Cómo funciona un arreglo dinámico?

Los arreglos dinámicos en Java funcionan mediante la creación de una lista de elementos que se almacenan en posiciones de memoria consecutivas. En lugar de tener un tamaño fijo, los arreglos dinámicos pueden cambiar su tamaño durante la ejecución del programa. Esto se logra mediante la asignación de más espacio en memoria para el arreglo dinámico a medida que se agregan más elementos a la lista.

Cuando se crea un arreglo dinámico en Java, se asigna una cantidad inicial de espacio en memoria para almacenar los elementos (Donde caben 10 elementos). Si agregamos más elementos de los que se pueden almacenar en ese espacio inicial, automáticamente se asigna más memoria para almacenar los elementos adicionales (Donde cabrán otros 10 elementos, para un total de 20).

Es posible indicarle a Java la capacidad inicial que queremos para un arreglo dinámico en particular, de esa forma, conforme vayamos agregando elementos y alcancemos la capacidad máxima inicial, Java automáticamente duplicará la memoria para que quepa el doble de lo que indicamos inicialmente, y así sucesivamente.

Los arreglos dinámicos también permiten acceder a los elementos individuales utilizando un índice. En Java, el primer elemento de la lista se encuentra en la posición 0, el segundo elemento en la posición 1 y así sucesivamente. Podemos acceder a cualquier elemento de la lista a través del índice.

¿Cómo hacer un arreglo dinámico en Java?

Para hacer un arreglo dinámico en Java, necesitamos crear un objeto de la clase ArrayList de la siguiente forma:

ArrayList<tipo> nombreLista = new ArrayList<>();

Donde “tipo” es el tipo de dato de los elementos que se almacenarán en el arreglo dinámico y “nombreLista” es el nombre que le daremos a la lista.

Para poder utilizar la clase ArrayList, esta debe ser importada con

import java.util.ArrayList;

Por ejemplo, si queremos crear un arreglo dinámico para almacenar números enteros, podemos hacer lo siguiente:

ArrayList<Integer> listaEnteros = new ArrayList<>();

¿Cómo se agregan elementos a un arreglo dinámico?

Una vez que hemos creado el objeto ArrayList como se indicó en la sección anterior, podemos agregar elementos a la lista utilizando el método add(). Por ejemplo, para agregar un entero a nuestra lista, podemos hacer lo siguiente:

listaEnteros.add(5);

Cuando utilizamos el método add(), el elemento que agreguemos se añadirá en la última posición disponible de la lista, por ejemplo, si la lista está vacía, el primer elemento que agreguemos se colocará en el índice 0 de la lista, el segundo elemento que agreguemos se colocará en el índice 1 de la lista, y así sucesivamente.

De esta forma podemos crear arreglos dinámicos para agregar elementos de cualquier tipo de dato, incluyendo objetos, cadenas (String), y números reales (float y double), entre otros.

¿Cómo saber el tamaño actual de un arreglo dinámico en Java?

Para obtener el tamaño de un arreglo dinámico en Java, se utiliza el método size(), el cual regresa un número entero que representa el tamaño del arreglo dinámico.

El método que se usa para saber el tamaño de un arreglo dinámico es distinto al que se usa para determinar el tamaño de un arreglo estático, el cual utiliza una propiedad en lugar de un método, esta propiedad es length.

Por ejemplo, si tenemos una lista de enteros con 3 elementos,

ArrayList<Integer> listaEnteros = new ArrayList<>();
listaEnteros.add(77);
listaEnteros.add(86);
listaEnteros.add(88);

Luego, para obtener el tamaño de la lista podemos hacer lo siguiente:

int cantidadElementos = listaEnteros.size();

System.out.println(cantidadElementos); // Esto imprime el número 3

¿Cómo se accede a los elementos de los arreglos dinámicos?

Para acceder a los elementos de un arreglo dinámico en Java, podemos utilizar el método get(). Este método toma un índice como argumento y devuelve el elemento correspondiente a esa posición.

Por ejemplo, si queremos acceder al tercer elemento de nuestra lista de enteros, podemos hacer lo siguiente:

int tercerEntero = listaEnteros.get(2);

Recordemos que el índice del primer elemento es 0, por lo que el tercer elemento tiene un índice de 2.

¿Cómo se actualiza un elemento existente de un arreglo dinámico en Java?

Se utiliza el método set() para actualizar un elemento de un arreglo dinámico en Java. Este método toma dos argumentos: el índice del elemento que queremos actualizar y el nuevo valor que queremos asignarle.

Por ejemplo, si queremos actualizar el segundo elemento de una lista de enteros para que tenga un valor de 10, podemos hacer lo siguiente:

listaEnteros.set(1, 10);

Nuevamente, recordemos que dado que los índices empiezan en 0, el segundo elemento tendrá un índice de 1, por eso en el ejemplo de aquí arriba se pasa el número 1 para actualizar el segundo elemento.

¿Cómo eliminar elementos de los arreglos dinámicos?

Para eliminar elementos de un arreglo dinámico en Java, podemos utilizar el método remove(). Este método toma un índice como argumento y elimina el elemento correspondiente a esa posición.

Por ejemplo, si queremos eliminar el tercer elemento de nuestra lista de enteros, podemos hacer lo siguiente:

listaEnteros.remove(2);

Después de esto, el elemento que antes tenía un índice de 3 ahora tiene un índice de 2.

Si queremos eliminar todos los elementos de nuestra lista al mismo tiempo, podemos utilizar el método clear()

¿Cómo se recorren los arreglos dinámicos?

Para recorrer los elementos de un arreglo dinámico en Java, podemos utilizar un ciclo for. Por ejemplo, para imprimir todos los elementos de nuestra lista de enteros, podemos hacer lo siguiente:

for (int i = 0; i < listaEnteros.size(); i++) {
    System.out.println(listaEnteros.get(i));
}

El método size() devuelve el número de elementos de un arreglo dinámico, mientras que el método get() devuelve el elemento correspondiente a cada posición.

También podemos utilizar un ciclo for-each para recorrer los elementos de una lista. Por ejemplo:

for (int entero : listaEnteros) {
    System.out.println(entero);
}

En cada iteración del ciclo, la variable “entero” obtiene el siguiente elemento de la lista.

Convirtiendo un arreglo dinámico a un arreglo estático

Algunas veces contamos con un arreglo dinámico en nuestros programas y queremos convertirlo a un arreglo estático, para ello la clase ArrayList ofrece el método toArray(), que recibe como parámetro un arreglo vacío y regresa el arreglo lleno con los elementos del arreglo dinámico.

Digamos que tenemos el siguiente arreglo dinámico:

    ArrayList<Integer> listaEnteros = new ArrayList<>();
    
    listaEnteros.add(1);
    listaEnteros.add(2);
    listaEnteros.add(3);

Para convertirlo a un arreglo estático podemos hacer lo siguiente:

    Integer[] arregloEnteros = {}; // Creamos un arreglo vacío
    System.out.println(arregloEnteros.length) // Imprime 0
    
    arregloEnteros = listaEnteros.toArray(arregloEnteros);
    
    // Imprime 3
    System.out.println(arregloEnteros.length); 
    
    // Imprime 2, dado que el índice 1 contiene el elemento 2
    System.out.println(arregloEnteros.get(1); 

Conclusión

En resumen, los arreglos dinámicos en Java son una estructura de datos muy útil y flexible que nos permite almacenar un conjunto de elementos de un mismo tipo de manera eficiente. La clase ArrayList de Java proporciona una interfaz fácil de usar para trabajar con arreglos dinámicos y permite agregar, actualizar y eliminar elementos de la lista en tiempo de ejecución. Además, los arreglos dinámicos se pueden recorrer fácilmente utilizando los ciclos for y for-each.

Espero que esta guía haya sido útil para comprender cómo funcionan los arreglos dinámicos en Java y cómo se pueden utilizar cotidianamente en los programas de Java.

Referencias Bibliográficas

Selikoff, S., Boyarsky, J. (2014). OCA: Oracle Certified Associate Java SE 8 Programmer I Study Guide: Exam 1Z0-808. Reino Unido: Wiley.

Boyarsky, J., Selikoff, S. (2015). OCP: Oracle Certified Professional Java SE 8 Programmer II Study Guide: Exam 1Z0-809. Reino Unido: Wiley.

Referencias Digitales

Tutorial para iterar colecciones de Java, del sitio de la comunidad de Java.

Documentación oficial de la API de ArrayList, del sitio de Oracle.