Los tipos de datos que se usan en Java (con ejemplos)

En programación, los tipos de datos se refieren a los diferentes tipos de valores que pueden ser almacenados y manipulados por un programa. Cada lenguaje de programación tiene sus propios tipos de datos dependiendo del uso.

Son esenciales para que un programa pueda almacenar y manipular diferentes tipos de información de manera adecuada. Esto al final se ve reflejado en la velocidad de ejecución y la cantidad de bytes ocupados en su almacenamiento.

Función de los distintos tipos de datos en Java

Los diversos tipos de datos del lenguaje de programación tienen como función:

• Almacenar: permiten almacenar datos distintos, ya sean números, texto, booleanos u objetos. Por ejemplo, en una cuenta bancaria se almacenan los datos numéricos del monto, saldo y movimiento para su posterior manipulación.
• Manipular: dan la posibilidad al programa de realizar diferentes operaciones en los datos almacenados, tales como sumar, restar, concatenar o comparar. Por ejemplo, en el caso de la cuenta bancaria, los datos numéricos que representan los abonos y los cargos son restados entre sí para obtener el saldo.
• Aumentar la eficiencia: los tipos de datos también son importantes en la programación para la eficiencia del programa. Al conocer el tipo de dato de una variable, el lenguaje de programación puede reservar la cantidad correcta de memoria y realizar operaciones de manera más rápida. Por ejemplo, no sería lo mismo tratar una suma numérica con un tipo de dato numérico (en que la ejecución sería más rápida) en comparación con intentar hacer una suma numérica con un dato del tipo texto (la operación se vuelve más lenta tanto por la memoria ocupada como por el número de operaciones a realizar).
• Validar: los tipos de datos también pueden ayudar a validar los datos de entrada en un programa. Por ejemplo, si se espera un número entero y se ingresa una cadena de texto, el programa puede detectar el error y evitar problemas.

En el caso de Java, este lenguaje clasifica los tipos de datos en datos primitivos y datos de referencia.

Datos primitivos

Los datos primitivos son los tipos de datos fundamentales que no son objetos y que no requieren de una instancia para ser utilizados. Algunos ejemplos de estos datos primitivos son:

byte

Este tipo de dato tiene un rango de -128 a 127 en valor decimal, ya que utiliza 8 bits con signo.

En Java se declara el tipo de dato en la variable antes de asignar el valor a usar: 

Los tipos de datos byte se utilizan para almacenar valores enteros pequeños y eficientes en términos de espacio de almacenamiento, por ejemplo:

• Para almacenar datos de imágenes, sonido y vídeo, donde cada byte representa un pequeño fragmento de información.
• También se emplean para guardar información de tipo flag, como puede ser el estado de un interruptor o la disponibilidad de un recurso.
• Otra aplicación es para guardar datos de configuración que solo pueden tener unos pocos valores posibles y que no requieren mucho espacio de almacenamiento.
• También se usan para guardar valores empleados para enviar y recibir datos a través de una red, ya que los bytes son el formato de datos básico en la transmisión de datos.

short

Este tipo de dato tiene un rango de -32.768 a 32.767 en valor decimal, ya que utiliza 16 bits con signo.

Algunas de las aplicaciones del tipo de dato short son:

• Para representar valores que no necesitan mucha precisión y que están dentro del rango permitido, tales como la edad de una persona, el número de habitaciones en una casa, etc.
• También se utilizan para ahorrar espacio en matrices grandes que contienen muchos valores enteros pequeños.
• Otra aplicación es para mejorar el rendimiento en cálculos matemáticos que implican valores enteros pequeños.

int

Este tipo de dato tiene un rango de -2.147.483.648 a 2.147.483.647 en valor decimal, en tanto que utiliza 32 bits con signo.

Algunas de las aplicaciones del tipo de dato int son:

• Para programar contadores y variables de control en ciclos (bucles) y estructuras de control de flujo del programa.
• También se utilizan para los índices de matrices, listas y arreglos (array). Estos sirven para extraer un dato específico en estas colecciones.
• En otra aplicación, son utilizados como valores numéricos en cálculos matemáticos y operaciones aritméticas.
• Se emplean como identificadores de objetos y variables en la programación orientada a objetos.

long

Este tipo de dato tiene un rango de  -9.223.372.036.854.775.808 a 9.223.372.036.854.775.807 en valor decimal, ya que utiliza 64 bits con signo.

Algunas de las aplicaciones del tipo de dato long son:

• Para representar valores enteros muy grandes, como la población mundial, el tamaño de archivos muy grandes, etc.
• Para medir el tiempo cuando la cantidad de dígitos es amplia, como al añadir milisegundos, segundos, minutos, horas, días...
• Otra aplicación es para cálculos matemáticos que requieren una precisión muy alta, como en problemas de física, ingeniería o matemáticas.

float

Este tipo de dato tiene un rango de 1.4e-45 a 3.4e38 en valor decimal ya que utiliza 32 bits en formato de coma flotante bajo el estándar IEEE 754.

Algunas de las aplicaciones del tipo de dato float son:

• Para representar números con decimales, como la altura de una persona, la temperatura de un ambiente, el precio de un producto, etc.
• También se utilizan para cálculos matemáticos que involucran números con decimales, como en problemas de física, ingeniería o matemáticas.
• Otra aplicación es para representar números muy grandes o muy pequeños con una precisión aceptable. A diferencia del tipo de datos double, que ocupa 8 bytes en memoria, el tipo float ocupa solamente 4 bytes en memoria, por lo que puede ser una buena opción cuando se necesita almacenar un gran número de valores en una estructura de datos o matriz.

double

Este tipo de dato tiene un rango de 4.9e-324 a 1.8e308 en valor decimal, ya que utiliza 64 bits en formato de coma flotante bajo el estándar IEEE 754.

Algunas de sus aplicaciones son:

• Se emplean para representar números con decimales con una alta precisión, como en cálculos financieros, científicos, de ingeniería, etc.
• También se utilizan para almacenar grandes cantidades de datos en una matriz o estructura de datos, así como en la manipulación de grandes conjuntos de datos.
• Otra aplicación es en gráficos y animaciones en donde se usan para almacenar coordenadas en sistemas de coordenadas cartesianas, como las coordenadas X e Y en una pantalla de ordenador. También se pueden utilizar para almacenar valores que controlan la velocidad o aceleración de los objetos en animaciones o juegos.
• También se utilizan en la geolocalización para almacenar las coordenadas de la latitud y longitud de un lugar en un sistema, como en una aplicación de mapas.
• La más reciente aplicación radica en almacenar valores de datos en modelos de aprendizaje automático, que a menudo implican una gran cantidad de cálculos matemáticos y estadísticos.

char

Este tipo de dato tiene un rango de 0 a 65.535 en valor decimal, pues utiliza 16 bits sin signo.

Algunas de las aplicaciones del tipo de dato char son:

• Se emplean en la entrada y salida de datos para representar caracteres, como letras, números y signos de puntuación, y con ello formar otro tipo de datos en cadena.
• También se utilizan en la manipulación de cadenas de texto para la extracción de caracteres de una cadena, la eliminación de caracteres específicos dentro de una, el reemplazo de caracteres, etc. Esta aplicación es útil para las tareas de encriptación.
• Otra aplicación es en la manipulación de archivos de texto, en donde las tareas más comunes son la lectura y escritura de archivos de texto plano, y sirven para la asignación de nombres de archivos y protección de los mismos.
• Asimismo, ayudan en la representación de símbolos y caracteres especiales en la pantalla tales como flechas, símbolos matemáticos, caracteres Unicode, etc.
• Otra aplicación es en la creación de interfaces de usuario para representar texto en botones, etiquetas, cuadros de texto y demás.

boolean

El tipo de datos boolean se utiliza para almacenar un valor de verdadero o falso, que representa el resultado de una expresión lógica.

Algunas de las aplicaciones del tipo de dato boolean son:

• Para representar el resultado de la toma de decisiones en un programa; estos valores son el resultado de una expresión lógica, como una comparación o una operación booleana del tipo AND, OR, NOT, XOR, etc.
• También se emplean en la programación condicional para controlar el flujo de ejecución del programa en estructuras condicionales como if-else, while, do-while, etc.
• Otra aplicación es la validación de datos para verificar si los datos ingresados por el usuario son válidos o no.
• Asimismo, se usan en la programación de funciones para indicar si una función ha tenido éxito o ha fallado en su ejecución.
• En la programación de pruebas se utiliza para validar el resultado, donde verdadero indica que la prueba pasó y falso indica que la prueba falló.
• Se utilizan en los sistemas de seguridad para representar el estado de un sistema: si una puerta está abierta o cerrada, o si un sensor de movimiento ha detectado una actividad, por ejemplo.

Datos de referencia

Los tipos de datos de referencia no almacenan directamente el valor de la variable, sino que hacen referencia a un objeto en la memoria.

Los tipos de datos de referencia se definen como objetos que se crean dinámicamente en un tiempo de ejecución. Estos objetos pueden contener métodos, variables y otros tipos de datos, y se almacenan en la memoria dinámica (también conocida como heap).

Cuando se crea una variable de un tipo de datos de referencia, lo que se está creando es una referencia a un objeto en la memoria, en lugar de un valor directo. Por ejemplo, cuando se crea una variable de tipo String en Java, lo que se está creando es una referencia a un objeto de la clase String que contiene la cadena de caracteres.

En este tipo de datos encontramos:

String

El tipo de dato String es una clase que representa cadenas de caracteres y se utiliza ampliamente en aplicaciones para almacenar y manipular texto. En Java, una cadena de texto se define utilizando comillas dobles (" ") alrededor del texto.

El tipo String en Java es inmutable, lo que significa que, una vez que se crea una cadena de texto no se puede modificar su contenido. Aun así, es posible crear nuevas cadenas de texto a partir de la cadena original utilizando métodos de la clase String, por ejemplo: concat() para concatenar dos cadenas, substring() para obtener una parte de una cadena o replace() para reemplazar una subcadena por otra.

El tipo String es uno de los tipos de datos más utilizados en Java y es esencial en aplicaciones que involucran el manejo y procesamiento de texto.

• Este tipo de dato se utiliza en el manejo de cadenas de texto para almacenarlas y manipularlas.
• Este tipo de dato se utiliza en la entrada y salida de datos para leer y escribir datos en archivos y en la consola.
• Se emplea para comparar dos cadenas de texto y determinar si son iguales o no.
• Asimismo, para formatear cadenas de texto según ciertas especificaciones.

Arrays

Un arreglo (array) es una estructura de datos que permite almacenar un conjunto de elementos del mismo tipo en una sola variable. Los arreglos (arrays) se utilizan ampliamente en aplicaciones para almacenar y manipular grandes cantidades de datos de una manera eficiente.

Se declaran indicando el tipo de los elementos del arreglo, seguido del nombre del arreglo y el número de elementos que puede contener.

Para acceder o asignar un valor a un elemento del arreglo, se utiliza el nombre del mismo seguido de un índice entre corchetes que indica la posición del elemento. También es posible crear arrays de objetos. En este caso, el arreglo contendrá referencias a objetos en lugar de los objetos en sí mismos.

Los arreglos proporcionan una serie de métodos que se pueden utilizar para manipular los elementos, como length para obtener la longitud del arreglo, sort para ordenar sus elementos, o toString para convertirlo en una cadena de texto.

Algunas de las aplicaciones del uso son:

• Para almacenar y manipular grandes cantidades de datos en aplicaciones de todo tipo, como aplicaciones de bases de datos, juegos, procesamiento de imágenes, análisis de datos, entre otros.
• Se utilizan para buscar y ordenar datos, con el fin de realizar estas operaciones de manera eficiente. Por ejemplo, el método sort() de la clase arreglo permite ordenar los elementos de manera ascendente o descendente.
• Sirven para implementar matrices y tablas de una manera simple y eficiente. Por ejemplo, una matriz bidimensional se puede implementar como un arreglo de arreglos (arrays), donde cada arreglo interno representa una fila de la matriz.
• Ayudan en la implementación de estructuras de datos como pilas, colas, listas, árboles, entre otros. Por ejemplo, una lista se puede implementar como un arreglo dinámico que se redimensiona automáticamente a medida que se agregan o eliminan elementos.
• Son útiles en el procesamiento de señales y audio: sirven para representar señales de audio y para aplicar transformaciones y filtros a las señales.

Clases

Las clases son tipos de datos que definen un conjunto de variables y métodos que representan un objeto del mundo real. Las clases en Java se utilizan para modelar objetos, y cada objeto creado a partir de una clase se conoce como una instancia de la clase.

Una clase se define utilizando la palabra clave class, seguida del nombre de la clase y el cuerpo de la clase, que contiene las variables y métodos que definen la clase.

Como pudiste ver, los tipos de datos en Java son importantes porque permiten a los programadores y programadoras declarar y trabajar con diferentes tipos de valores, en tanto que estos pueden variar en tamaño, precisión y complejidad. Al comprender los diferentes tipos de datos en Java y sus características, puedes elegir el tipo de datos adecuado para cada situación y mejorar la eficiencia y precisión del programa.

Es importante tener en cuenta que los tipos de datos de referencia en Java son más complejos que los tipos de datos primitivos, ya que se utilizan objetos en lugar de valores directos. Por lo tanto, al trabajar con ellos, es necesario tener en cuenta el manejo de memoria y el comportamiento del recolector de basura para evitar problemas como las fugas de memoria.