O documento apresenta os conceitos e implementação de pilhas como estrutura de dados. Aborda o funcionamento básico de pilhas com LIFO, exemplos de aplicações, implementação com vetor e lista encadeada em Java. Inclui exercícios sobre criação de pilha para armazenar contatos e conversão de notações matemáticas usando pilhas.

1. Estrutura de Dados
(Aula 03)

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1. Estrutura de Dados
8.1 Pilha
8.2 Fila
8.3 Lista
8.4 Árvores de pesquisa
http://www.inf.ufsc.br/~ronaldo/ine5384/15-
OrdenacaoDados.pdf
Tema da aula

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Introdução
o Até o momento:
o Vetores estáticos;
o Com tamanho definido;
o Acesso sequêncial;
o De agora em diante:
o Estruturas dinâmicas;
o Com tamanho indefinido;
0 1 2 3 4 5
3 8 7 9 0 3
3 8 7 9 0 3

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Pilha
(Stack)

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Estrutura de dados de pilha
o É a estrutura de dados mais simples;
o É implementada diretamente pelo hardware das
máquinas modernas;
o Idéia fundamental da pilha é que todo o acesso a
seus elementos é feito através do seu topo;
o O único elemento que pode ser removido é o topo;
o Com esse fundamento faz com que os elementos da
pilha sejam retirados de ordem inversa;
o LIFO – Last In First Out

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Funcionamento de uma pilha

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Exemplo de uma aplicação com uso de
pilha
http://www.gameson.com.br/Jogos-Online/ClassicoPuzzle/Torre-de-
Hanoi.html

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Elementos de uma pilha
o criar uma pilha vazia;
o inserir um elemento no topo de uma pilha;
o remover o elemento que está no topo de pilha;
o verificar se a pilha esta vazia;
o verificar o elemento que esta no topo da pilha;
o zerar a pilha;

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Elementos de uma pilha
oPilha com vetores

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TDA de uma pilha
oEmpilha(elemento) – insere um objeto no topo da pilha
•Entrada = objeto saida = nenhum
oDesempilhar() - retira um objeto do topo de pilha e o retorna,
deverá ter uma proteção pois a pilha não pode estar vazia
•Entrada = nenhum saída = objeto
oTamanho() - retorna o número de objetos dentro de uma pilha
•Entrada = nenhuma saída = inteiro
oVazia() - retorna um booleano indicando se a pilha está vazia
•Entrada = nenhuma saída = booleano

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TDA de uma pilha
oTopo() - retorna o objeto que está no topo de uma pilha,
deverá ter uma proteção para a pilha vazia;
•Entrada = nenhuma saída = objeto

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Pilha pronta em JAVA

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Pilha pronta em JAVA
o Em Java já temos uma classe para o TDA pilha, portanto
basta importarmos o:
•java.util.Stack
o Os métodos push(obj) e pop() são equivalentes a empilha(o)
e desempilha() respectivamente
o O método peek() é equivalente ao método topo(), tamanho()
e vazia();
o Os métodos pop() e peek() laçam a exceção
StackEmptyException se a pilha estiver vazia

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Pilha pronta em JAVA
package PilhaJava;
import java.util.EmptyStackException;
import java.util.Stack;

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Pilha pronta em JAVA
Try{ // usou try pois a pilha pode estar vazia
Stack pilha = new Stack();
//cria uma pilha como se fosse um objeto genérico
. . .
}
catch(EmptyStackException e){
System.out.println("Pilha vazia");
}

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Pilha pronta em JAVA
try{ // usou try pois a pilha pode estar vazia
. . .
pilha.push(1);
pilha.push(2);
System.out.println(pilha.peek());
pilha.pop();
System.out.println(pilha.peek());
pilha.pop();
System.out.println(pilha.peek());
}
catch(EmptyStackException e){
System.out.println("Pilha vazia");
}

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Pilha com vetor

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Pilha com vetor
package PilhaVetor;
public class PilhaVetor {
public static final int total = 1000;
private int capacidade;
private Object pilha[];
private int topo = -1;
public PilhaVetor(){}

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Pilha com vetor
public PilhaVetor(int tam){
capacidade = tam;
pilha = new Object[capacidade];
}
// retorna a quantidade de elementos da // pilha
public int tamanho(){
return topo + 1;
}

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Pilha com vetor
// empilha um certo elemento no topo da
// pilha
public void empilhar(Object elemento){
if(tamanho() == capacidade)
System.out.println("Pilha Cheia");
else
pilha[++topo] = elemento;
}
// informa se a pilha estah vazia ou nao
public boolean vazia(){
return(topo < 0);
}

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Pilha com vetor
// retira e retorna o elemento que estah
// no topo da pilha
public Object desempilhar(){
Object fora = null;
if(vazia())
System.out.println("Pilha Vazia");
else{
fora = pilha[topo];
pilha[topo] = null;
topo--;
}
return fora;
}

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Pilha com vetor
// retorna o elemento que estah no topo
// de uma pilha
public Object verTopo(){
if(!vazia())
return pilha[topo];
else
return null;
}

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Pilha com vetor
public static void main(String[] args) {
Dados a = new Dados("Ricardo", "Rua x", 34);
Dados b = new Dados("Maria", "Rua y", 60);
Dados c = new Dados("Joao", "Rua v", 19);
PilhaVetor pilha = new PilhaVetor(3);
pilha.empilhar(a);
pilha.empilhar(b);
pilha.empilhar(c);
Dados res = (Dados) pilha.verTopo();
System.out.println(res.getNome() + " - "
+ res.getEndereco() + " - "
+ res.getIdade());
pilha.desempilhar();

24. INSTITUTO FEDERAL
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Pilha com vetor
res = (Dados) pilha.verTopo();
System.out.println(res.getNome() + " - "
+ res.getEndereco() + " - "
+ res.getIdade());
pilha.desempilhar();
res = (Dados) pilha.verTopo();
if (res != null)
System.out.println(res.getNome() + " - "
+ res.getEndereco() + " - "
+ res.getIdade());
else
System.out.println("Pilha vazia");

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TDA de uma pilha
Representação do nó ou célula
Representação da pilha
topo

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TDA de uma pilha
public class No<T> {
private T valor;
private No<T> proximo;
public No(T valor, No<T> proximo) {
this.valor = valor;
this.proximo = proximo;
}
public No(){}
....
// alem disso temos os
// métodos de getters e
// setters
}
Representação do nó ou célula

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TDA de uma pilha
ublic class Pilha<T> {
protected No<T> topo;
protected int tamanho;
public Pilha(){
tamanho = 0;
topo = null;
}
....
} Representação da pilha
topo

28. INSTITUTO FEDERAL
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Criar uma pilha e verificar pilha vazia
public Pilha(){
tamanho = 0;
topo = null;
}

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Criar uma pilha e verificar pilha vazia
public boolean vazia(){
return topo == null;
}
public int tamanho(){
return tamanho;
}

30. INSTITUTO FEDERAL
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Inserção na pilha (i)
1. Pré-requisito: pilha tem que estar criada e o próximo apontando
para NULL;
2. Criar um nó ou célula;
3. Atribuir o elemento ao campo info;
4. O próximo do nó criado será ligado ao para quem o topo esta apontando

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Inserção na pilha (ii)
5. Faz o topo apontar para o elemento que foi inserido
Próximo passo:
6. O próximo do nó criado será ligado ao para quem o topo esta apontando

32. INSTITUTO FEDERAL
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Inserção na pilha (iii)
5. Faz o topo apontar para o elemento que foi inserido

33. INSTITUTO FEDERAL
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Inserção na pilha (iii)
5. Faz o topo apontar para o elemento que foi inserido
void empilhar (T elemento){
No<T> aux = new No(null, null);
aux.setValor(elemento);
aux.setProximo(topo);
topo = aux;
tamanho++;
}

34. INSTITUTO FEDERAL
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Remoção da pilha (i)
1. Pré-condição é que tenha elementos na pilha.
2. Auxiliar recebe o topo da pilha
3. O topo aponta para o próximo do auxiliar

35. INSTITUTO FEDERAL
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Remoção da pilha (i)
T desempilhar (){
No<T> aux = null;
T elemento = null;
if (vazia()) {
System.out.println("Pilha vazian");
}
else {
aux = topo;
elemento = topo.getValor();
topo = aux.getProximo();
tamanho--;
}
return elemento;
}

36. INSTITUTO FEDERAL
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Ver topo da pilha (i)
1. Pré-requisito é ter elementos na pilha.
2. Um nó auxiliar recebe o topo e depois apresenta o que tem como info;
void verTopo(){
No<T> aux = null;
if (!vazia()) {
aux = topo;
System.out.println("Topo: " + aux.getValor());
}
else{
System.out.println("Pilha vazian");
}
}

37. INSTITUTO FEDERAL
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Zerar pilha
public static void main(String[] args){
Pilha<Integer> p = new Pilha();
p.empilhar(1);
p.verTopo();
p.empilhar(2);
p.verTopo();
Integer res = p.desempilhar();
System.out.println("Retirado: " + res.toString());
p.verTopo();
res = p.desempilhar();
System.out.println("Retirado: " + res.toString());
p.verTopo();
}

38. INSTITUTO FEDERAL
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Exercícios
• Dado o TDA abaixo criar uma pilha para armazenar dos dados;
Contatos:
nome;
Endereco:
rua;
bairro;
cep;
numero;
Telefone:
fixo;
celular;
trabalho;
email;

39. INSTITUTO FEDERAL
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Exercícios
• Método principal
printf(“Menu”);
printf(“n1.Empilhar”);
printf(“n2.Desempilhar”);
printf(“n3.Ver Topo”);
printf(“n4.Zerar”);
printf(“n5.Sair”);
printf(“nDigite a opcao: ”);
scanf(“%d”, &opcao);

40. INSTITUTO FEDERAL
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Praticar
• Considerando uma Pilha vazia, quais são os comandos
necessários para a inserção do 1o nó ?
• Considerando uma Pilha não vazia, quais são os comandos
necessários para a exclusão de um nó ?
• Considerando uma Pilha não vazia, quais são os comandos
necessários para a inserção de um novo nó ?

41. INSTITUTO FEDERAL
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Praticar implementação
• Escreve um programa que utilizando uma pilha determina se
uma string é um palíndromo ou não, isto é, se pode ser lida da
mesma maneira para frente ou para trás.
• Implemente uma APLICAÇÃO que utilize uma pilha para
conversão de expressões da notação tradicional (infixa),
completamente parentizadas, para a e notação polonesa
reversa (pós-fixada).

42. INSTITUTO FEDERAL
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Praticar implementação
Implemente uma APLICAÇÃO que utilize uma pilha para
conversão de expressões da notação tradicional (infixa),
completamente parentizadas, para a e notação polonesa reversa
(pré-fixada).

43. INSTITUTO FEDERAL
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Fim da aula.....
ricardoboaventura@iftm.edu.br