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Pila (informática)

Representación simplificada de una pila

Pilas para niños
Una pila (stack en inglés) es una lista ordenada o estructura de datos en la que el modo de acceso a sus elementos es de tipo LIFO (del inglés Last In First Out, último en entrar, primero en salir) que permite almacenar y recuperar datos. Esta estructura se aplica en multitud de ocasiones en el área deinformática debido a su simplicidad y ordenación implícita de la propia estructura.
Para el manejo de los datos se cuenta con dos operaciones básicas: apilar (push), que coloca un objeto en la pila, y su operación inversa, retirar (o desapilar, pop), que retira el último elemento apilado.
En cada momento sólo se tiene acceso a la parte superior de la pila, es decir, al último objeto apilado (denominadoTOS, Top of Stack en inglés). La operación retirar permite la obtención de este elemento, que es retirado de la pila permitiendo el acceso al siguiente (apilado con anterioridad), que pasa a ser el nuevo TOS.
Por analogía con objetos cotidianos, una operación apilar equivaldría a colocar un plato sobre una pila de platos, y una operación retirar a retirarlo.
Las pilas suelen emplearse en lossiguientes contextos:
Evaluación de expresiones en notación postfija (notación polaca inversa).
Reconocedores sintácticos de lenguajes independientes del contexto
Implementación de recursividad.
Historia[editar]
El método de pila para la evaluación de expresiones fue propuesto en 1955 y dos años después patentado por Friedrich L. Bauer, quién recibió en 1988 el premio "IEEE Computer SocietyPioneer Award" por su trabajo en el desarrollo de dicha estructura de datos.
Pila como tipo abstracto de datos[editar]
A modo de resumen tipo de datos, la pila es un contenedor de nodos y tiene dos operaciones básicas: push (o apilar) y pop (o desapilar). 'Push' añade un nodo a la parte superior de la pila, dejando por debajo el resto de los nodos. 'Pop' elimina y devuelve el actual nodo superiorde la pila. Una metáfora que se utiliza con frecuencia es la idea de una pila de platos en una cafetería con muelle de pila. En esa serie, sólo la primera placa es visible y accesible para el usuario, todas las demás placas permanecen ocultas. Como se añaden las nuevas placas, cada nueva placa se convierte en la parte superior de la pila, escondidos debajo de cada plato, empujando a la pila deplacas. A medida que la placa superior se elimina de la pila, la segunda placa se convierte en la parte superior de la pila. Dos principios importantes son ilustrados por esta metáfora: En primer lugar la última salida es un principio, la segunda es que el contenido de la pila está oculto. Sólo la placa de la parte superior es visible, por lo que para ver lo que hay en la tercera placa, el primer ysegundo platos tendrán que ser retirados.
Operaciones[editar]
Una pila cuenta con 2 operaciones imprescindibles: apilar y desapilar, a las que en las implementaciones modernas de las pilas se suelen añadir más de uso habitual.
Crear: se crea la pila vacía. (constructor)
Tamaño: regresa el número de elementos de la pila. (size)
Apilar: se añade un elemento a la pila.(push)
Desapilar: seelimina el elemento frontal de la pila.(pop)
Cima: devuelve el elemento que esta en la cima de la pila. (top o peek)
Vacía: devuelve cierto si la pila está sin elementos o falso en caso de que contenga uno. (empty).
Implementación[editar]
Un requisito típico de almacenamiento de una pila de n elementos es O(n). El requisito típico de tiempo de O(1) las operaciones también son fáciles desatisfacer con un array o con listas enlazadas simples.
Estructuras de datos relacionadas[editar]
El tipo base de la estructura FIFO (el primero en entrar es el primero en salir)es la cola, y la combinación de las operaciones de la pila y la cola es proporcionado por el deque. Por ejemplo, el cambio de una pila en una cola en un algoritmo de búsqueda puede cambiar el algoritmo de búsqueda en primera...