¿Qué es una matriz bidimensional?

Una matriz bidimensional es un tipo muy común de estructura de datos y es utilizada de una forma u otra por casi todos los lenguajes de programación de computadoras. En dicha matriz, los elementos de datos del mismo tipo se organizan en un formato que generalmente se representa como una tabla con filas y columnas. Las técnicas específicas que se utilizan para ubicar los elementos de datos dentro de la memoria varían de un idioma a otro y de un caso a otro, pero las variedades más eficientes permiten el cálculo matemático simple para ubicar la dirección de memoria específica de cualquier elemento de matriz dado. Las matrices son tan comunes que muchos idiomas incluyen la matriz como un tipo de datos básico.

Las matrices son algunas de las estructuras de datos más comunes utilizadas por los programadores informáticos. Una matriz se define como una serie de elementos de datos que pueden identificarse de manera única mediante cierto número de índices. Es una práctica común referirse a una matriz que tiene un número de dimensiones igual al número de elementos de índice necesarios para ubicar un elemento de datos particular. En una matriz unidimensional, que es esencialmente una lista, cada elemento de datos puede ubicarse haciendo referencia a su posición en la lista. Una matriz bidimensional utiliza dos índices para identificar cada elemento de datos, y puede visualizarse como una tabla con filas y columnas.

Cada elemento de datos en una matriz bidimensional estándar consta del mismo tipo de objeto. Los elementos de matriz suelen ser variables simples, como flotantes o enteros. Sin embargo, en principio, cualquier tipo de información se puede almacenar en una matriz, siempre que cada elemento sea el mismo. Una matriz bidimensional es una opción natural para almacenar cualquier dato que naturalmente se colocaría en una tabla, y este tipo de datos se usa con mucha frecuencia para hacer precisamente eso.

Idealmente, se puede ubicar una matriz bidimensional completa dentro de un único bloque continuo de memoria. Esto permite un acceso muy rápido, ya que la dirección de memoria específica de cada elemento de datos individual dentro de una matriz bidimensional se puede calcular matemáticamente, utilizando una fórmula basada en el tamaño necesario para cada elemento de datos. En la práctica, esto no siempre es posible, y las matrices se pueden almacenar en diferentes partes de la memoria, un proceso que reduce la velocidad con la que se puede acceder a los elementos.

La variedad más básica de matriz bidimensional tiene un tamaño fijo y utiliza valores enteros para los índices. Muchos idiomas permiten que solo se usen enteros para valores de índice, aunque a menudo es posible construir tipos de datos personalizados para evitar esta limitación si es necesario. Otras variedades de matriz bidimensional están optimizadas para fines específicos, como almacenar matrices de celdas en gran parte vacías o permitir el cambio de tamaño dinámico.