Estrutura de dados

11. Pilhas
W. Celes e J. L. Rangel Uma das estruturas de dados mais simples é a pilha. Possivelmente por essa razão, é a estrutura de dados mais utilizada em programação, sendo inclusive implementada diretamente pelo hardware da maioria das máquinas modernas. A idéia fundamental da pilha é que todo o acesso a seus elementos é feito através do seu topo. Assim, quando um elemento novo é introduzido na pilha, passa a ser o elemento do topo, e o único elemento que pode ser removido da pilha é o do topo. Isto faz com que os elementos da pilha sejam retirados na ordem inversa à ordem em que foram introduzidos: o primeiro que sai é o último que entrou (a sigla LIFO – last in, first out – é usada para descrever esta estratégia). Para entendermos o funcionamento de uma estrutura de pilha, podemos fazer uma analogia com uma pilha de pratos. Se quisermos adicionar um prato na pilha, o colocamos no topo. Para pegar um prato da pilha, retiramos o do topo. Assim, temos que retirar o prato do topo para ter acesso ao próximo prato. A estrutura de pilha funciona de maneira análoga. Cada novo elemento é inserido no topo e só temos acesso ao elemento do topo da pilha. Existem duas operações básicas que devem ser implementadas numa estrutura de pilha: a operação para empilhar um novo elemento, inserindo-o no topo, e a operação para desempilhar um elemento, removendo-o do topo. É comum nos referirmos a essas duas operações pelos termos em inglês push (empilhar) e pop (desempilhar). A Figura 10.1 ilustra o funcionamento conceitual de uma pilha. push (a) push (b) push (c) pop () retorna-se c push (d) pop () retorna-se d

a

topo

b a

topo

c b a

topo b a topo

d b a

topo

b a

topo

Figura 10.1: Funcionamento da pilha.

O exemplo de utilização de pilha mais próximo é a própria pilha de execução da linguagem C. As variáveis locais das funções são dispostas numa pilha e uma função só tem acesso às variáveis que estão no topo (não é possível acessar as variáveis