En este tutorial, aprenderá sobre la estructura de datos de la pila y su implementación en Python, Java y C / C ++.
Una pila es una estructura de datos útil en programación. Es como una pila de platos colocados uno encima del otro.
Representación de pila similar a una pila de plato
Piensa en las cosas que puedes hacer con semejante pila de platos
- Pon un plato nuevo encima
- Retire la placa superior
Si desea la placa en la parte inferior, primero debe quitar todas las placas en la parte superior. Este arreglo se denomina Último en entrar, primero en salir: el último elemento que es el primero en salir.
Principio de pila LIFO
En términos de programación, poner un elemento en la parte superior de la pila se llama empujar y quitar un elemento se llama pop .
Operaciones Stack Push y Pop
En la imagen anterior, aunque el elemento 2 se mantuvo en último lugar, se eliminó primero, por lo que sigue el principio de último en entrar, primero en salir (LIFO) .
Podemos implementar una pila en cualquier lenguaje de programación como C, C ++, Java, Python o C #, pero la especificación es prácticamente la misma.
Operaciones básicas de pila
Una pila es un objeto (un tipo de datos abstracto - ADT) que permite las siguientes operaciones:
- Empujar : agrega un elemento a la parte superior de una pila
- Pop : elimina un elemento de la parte superior de una pila
- IsEmpty : comprueba si la pila está vacía
- IsFull : comprueba si la pila está llena
- Peek : obtenga el valor del elemento superior sin eliminarlo
Trabajo de la estructura de datos de la pila
Las operaciones funcionan de la siguiente manera:
- Se usa un puntero llamado TOP para realizar un seguimiento del elemento superior en la pila.
- Al inicializar la pila, establecemos su valor en -1 para que podamos comprobar si la pila está vacía comparando
TOP == -1. - Al presionar un elemento, aumentamos el valor de TOP y colocamos el nuevo elemento en la posición señalada por TOP.
- Al hacer estallar un elemento, devolvemos el elemento apuntado por TOP y reducimos su valor.
- Antes de empujar, comprobamos si la pila ya está llena.
- Antes de hacer estallar, comprobamos si la pila ya está vacía.
Trabajo de la estructura de datos de la pila
Implementaciones de pila en Python, Java, C y C ++
La implementación de pila más común es el uso de matrices, pero también se puede implementar mediante listas.
Python Java C C + # Stack implementation in python # Creating a stack def create_stack(): stack = () return stack # Creating an empty stack def check_empty(stack): return len(stack) == 0 # Adding items into the stack def push(stack, item): stack.append(item) print("pushed item: " + item) # Removing an element from the stack def pop(stack): if (check_empty(stack)): return "stack is empty" return stack.pop() stack = create_stack() push(stack, str(1)) push(stack, str(2)) push(stack, str(3)) push(stack, str(4)) print("popped item: " + pop(stack)) print("stack after popping an element: " + str(stack))
// Stack implementation in Java class Stack ( private int arr(); private int top; private int capacity; // Creating a stack Stack(int size) ( arr = new int(size); capacity = size; top = -1; ) // Add elements into stack public void push(int x) ( if (isFull()) ( System.out.println("OverFlowProgram Terminated"); System.exit(1); ) System.out.println("Inserting " + x); arr(++top) = x; ) // Remove element from stack public int pop() ( if (isEmpty()) ( System.out.println("STACK EMPTY"); System.exit(1); ) return arr(top--); ) // Utility function to return the size of the stack public int size() ( return top + 1; ) // Check if the stack is empty public Boolean isEmpty() ( return top == -1; ) // Check if the stack is full public Boolean isFull() ( return top == capacity - 1; ) public void printStack() ( for (int i = 0; i <= top; i++) ( System.out.println(arr(i)); ) ) public static void main(String() args) ( Stack stack = new Stack(5); stack.push(1); stack.push(2); stack.push(3); stack.push(4); stack.pop(); System.out.println("After popping out"); stack.printStack(); ) )
// Stack implementation in C #include #include #define MAX 10 int count = 0; // Creating a stack struct stack ( int items(MAX); int top; ); typedef struct stack st; void createEmptyStack(st *s) ( s->top = -1; ) // Check if the stack is full int isfull(st *s) ( if (s->top == MAX - 1) return 1; else return 0; ) // Check if the stack is empty int isempty(st *s) ( if (s->top == -1) return 1; else return 0; ) // Add elements into stack void push(st *s, int newitem) ( if (isfull(s)) ( printf("STACK FULL"); ) else ( s->top++; s->items(s->top) = newitem; ) count++; ) // Remove element from stack void pop(st *s) ( if (isempty(s)) ( printf(" STACK EMPTY "); ) else ( printf("Item popped= %d", s->items(s->top)); s->top--; ) count--; printf(""); ) // Print elements of stack void printStack(st *s) ( printf("Stack: "); for (int i = 0; i items(i)); ) printf(""); ) // Driver code int main() ( int ch; st *s = (st *)malloc(sizeof(st)); createEmptyStack(s); push(s, 1); push(s, 2); push(s, 3); push(s, 4); printStack(s); pop(s); printf("After popping out"); printStack(s); )
// Stack implementation in C++ #include #include using namespace std; #define MAX 10 int size = 0; // Creating a stack struct stack ( int items(MAX); int top; ); typedef struct stack st; void createEmptyStack(st *s) ( s->top = -1; ) // Check if the stack is full int isfull(st *s) ( if (s->top == MAX - 1) return 1; else return 0; ) // Check if the stack is empty int isempty(st *s) ( if (s->top == -1) return 1; else return 0; ) // Add elements into stack void push(st *s, int newitem) ( if (isfull(s)) ( printf("STACK FULL"); ) else ( s->top++; s->items(s->top) = newitem; ) size++; ) // Remove element from stack void pop(st *s) ( if (isempty(s)) ( printf(" STACK EMPTY "); ) else ( printf("Item popped= %d", s->items(s->top)); s->top--; ) size--; cout << endl; ) // Print elements of stack void printStack(st *s) ( printf("Stack: "); for (int i = 0; i < size; i++) ( cout
Stack Time Complexity
For the array-based implementation of a stack, the push and pop operations take constant time, i.e. O(1).
Applications of Stack Data Structure
Although stack is a simple data structure to implement, it is very powerful. The most common uses of a stack are:
- To reverse a word - Put all the letters in a stack and pop them out. Because of the LIFO order of stack, you will get the letters in reverse order.
- In compilers - Compilers use the stack to calculate the value of expressions like
2 + 4 / 5 * (7 - 9) by converting the expression to prefix or postfix form.
- In browsers - The back button in a browser saves all the URLs you have visited previously in a stack. Each time you visit a new page, it is added on top of the stack. When you press the back button, the current URL is removed from the stack, and the previous URL is accessed.
