Estructuras de datos – 8. Pilas: teoría

Summary

En este vídeo, Deán explica teóricamente qué es una pila, una estructura de datos LIFO (Last In, First Out). Utiliza el ejemplo de camareros en un restaurante apilando platos limpios para ilustrar cómo funciona. Seguidamente, detalla cómo implementar pilas con listas enlazadas y arrays, mencionando las operaciones fundamentales: 'apilar' para insertar elementos, 'cima' para obtener el último elemento y 'desapilar' para eliminarlo. Además, discute la necesidad de operaciones adicionales como verificar si la pila está vacía y obtener su tamaño, y el manejo de situaciones de desbordamiento.

Takeaways

• 😀 Una pila es una estructura de datos de tipo LIFO (Last In, First Out), donde el último elemento ingresado es el primero en ser eliminado.
• 🍽️ Se utiliza el ejemplo de camareros en un restaurante apilando platos limpios para ilustrar cómo funciona una pila, donde se accede al plato superior primero.
• 🔧 Para implementar pilas, se pueden utilizar listas enlazadas, arrays u otras estructuras, aunque en este guion se enfatiza en listas enlazadas.
• 📚 Las operaciones fundamentales de una pila son 'apilar' (push), 'desapilar' (pop) y 'obtener la cima' (peek), que respectivamente insertan, eliminan y consultan el elemento superior.
• 🔑 La operación 'apilar' añade elementos al final de la estructura, que en el caso de una lista enlazada, sería al inicio de la lista.
• 🔍 La función 'obtener la cima' (peek) permite ver el último elemento ingresado sin eliminarlo de la pila.
• ⚙️ La operación 'desapilar' (pop) elimina el elemento superior de la pila, que es el último en ser ingresado.
• 🚫 Es importante implementar una operación para verificar si la pila está vacía antes de intentar eliminar elementos, ya que esto evitaría errores.
• 📏 También es útil tener una operación para obtener el tamaño de la pila, esencial para gestionar la memoria y prevenir desbordamientos.
• 🚨 Se debe manejar el caso de desbordamiento de pila, que ocurre cuando se intenta insertar más elementos de los que la estructura puede contener, reportándose como un 'stack overflow'.

Q & A

¿Qué es una pila en términos de estructura de datos?

Una pila es una estructura de datos de tipo LIFO (Last In, First Out), donde el último elemento que entra es el primero en salir.

¿Cómo se puede comparar la funcionalidad de una pila con una塔 de platos en un restaurante?

En un restaurante, los camareros colocan los platos sucios en una torre y los limpios en la parte superior, para que el último plato limpio colocado sea el primero en ser entregado a los clientes, similar a cómo funciona una pila.

¿Cuál es la operación básica para insertar un elemento en una pila?

La operación básica para insertar un elemento en una pila se llama 'apilar' o 'push' en inglés, y consiste en agregar un elemento al extremo superior de la pila.

¿Qué función se utiliza para obtener el elemento en la cima de la pila sin eliminarlo?

Para obtener el elemento en la cima de la pila sin eliminarlo, se utiliza la función 'cima' o 'peek' en inglés.

¿Cómo se implementa la operación de eliminar un elemento de la pila?

La operación de eliminar un elemento de la pila se conoce como 'desapilar' o 'pop' en inglés, y consiste en eliminar el último elemento que se ha insertado.

¿Qué es la operación 'está vacía' y por qué es importante en la implementación de una pila?

La operación 'está vacía' se utiliza para verificar si la pila no contiene elementos. Es importante para evitar errores al intentar eliminar elementos de una pila vacía.

¿Cómo se puede implementar una pila utilizando listas enlazadas?

Se puede implementar una pila utilizando listas enlazadas insertando y eliminando elementos por el extremo de la lista, que funciona como la cabeza de la pila.

¿Qué es un 'stack overflow' en el contexto de las pilas?

Un 'stack overflow' es un error que ocurre cuando se intenta insertar un elemento en una pila llena, es decir, cuando se sobrepasa la capacidad máxima de la pila.

¿Cuál es la diferencia entre una pila y un array en términos de implementación?

Una pila puede ser implementada como un array, pero mientras que una pila tiene operaciones específicas de 'apilar' y 'desapilar', un array es una estructura más general que no tiene estas operaciones predefinidas.

¿Por qué es necesario tener un puntero de pila al implementar una pila con un array?

Un puntero de pila es necesario para mantener el seguimiento de la última posición libre en un array, permitiendo así insertar y eliminar elementos de manera eficiente sin tener que recorrer todo el array.