O que é Pilha (Stack)
Em programação de computadores, uma pilha (stack) é uma estrutura de dados que segue o princípio LIFO (Last In, First Out), ou seja, o último elemento inserido é o primeiro a ser removido. É comumente utilizada para armazenar e gerenciar dados de forma eficiente.
Funcionamento da Pilha
Uma pilha possui duas operações principais: push, que adiciona um elemento ao topo da pilha, e pop, que remove o elemento do topo. Além disso, é possível acessar o elemento do topo sem removê-lo, através da operação top.
Aplicações da Pilha
As pilhas são amplamente utilizadas em algoritmos de busca em profundidade, processamento de expressões matemáticas, gerenciamento de chamadas de funções e na implementação de compiladores e interpretadores.
Implementação da Pilha
Em linguagens de programação, a pilha pode ser implementada utilizando arrays ou listas encadeadas. Cada elemento da pilha é representado por um nó que contém o valor e um ponteiro para o próximo nó.
Complexidade da Pilha
A complexidade das operações de uma pilha depende da implementação utilizada. Em geral, a inserção e remoção de elementos em uma pilha implementada com arrays possui complexidade O(1), enquanto em listas encadeadas é O(n).
Overflow e Underflow
Um problema comum em pilhas é o overflow, que ocorre quando tentamos adicionar um elemento a uma pilha cheia. Já o underflow acontece quando tentamos remover um elemento de uma pilha vazia.
Pilha de Chamadas (Call Stack)
Em linguagens de programação, a pilha de chamadas é utilizada para armazenar informações sobre as chamadas de funções em execução. Cada vez que uma função é chamada, um novo frame é adicionado à pilha.
Pilha de Execução (Execution Stack)
A pilha de execução é responsável por controlar a ordem de execução das instruções de um programa. Cada vez que uma instrução é executada, um novo frame é adicionado à pilha.
Recursão e Pilha
A recursão é um conceito em programação que utiliza pilhas para armazenar informações sobre as chamadas de funções recursivas. Cada chamada recursiva adiciona um novo frame à pilha.
Conclusão
Em resumo, as pilhas são estruturas de dados fundamentais em programação, utilizadas em uma variedade de aplicações. Compreender seu funcionamento e implementação é essencial para o desenvolvimento de algoritmos eficientes.