Montones vs pilas: ¿Qué los distingue?
Como programador, lo más probable es que se haya encontrado con los términos "montón" y "pila". Es una práctica generalizada para los principiantes usar estos dos términos de manera intercambiable e incorrecta.
Si bien los estudiantes de un curso de Estructuras de datos y los programadores experimentados distinguirán fácilmente entre estas dos estructuras de datos, a los demás les puede parecer lo mismo.
Los programadores deben diferenciar entre los dos y utilizarlos de forma adecuada en situaciones prácticas de programación. Los entrevistadores suelen estar interesados en ofrecer a los solicitantes un escenario y luego pedir la estructura de datos más adecuada.
Siga leyendo mientras echamos un vistazo detallado a montones, pilas, sus diferencias y aplicaciones relevantes.
¿Qué es un montón?
Un montón para programadores es típicamente una estructura de datos de árbol especial a menudo llamada "cola de prioridad". Los montones que son una estructura de árbol binario completamente equilibrada (recuerde que todos los niveles de un árbol binario completo se llenan excepto el último nivel) y siguen una propiedad de montón se denominan montones binarios.
La propiedad del montón estructura el árbol de una manera que coloca el valor máximo o mínimo en la raíz.
En un montón máximo, el valor de los nodos principales es mayor que el de los nodos secundarios y la raíz del árbol contiene el valor máximo. Alternativamente, un Min Heap está estructurado para tener el valor mínimo como raíz, y cada nodo hijo tiene un valor mayor que su padre. La propiedad del montón debe ser recursivamente verdadera para cada nodo del árbol binario.
Los montones se implementan generalmente a través de matrices lineales, con el primer elemento de la matriz ( Arr [0] ) representando la raíz. Para un nodo i específico, puede recuperar los nodos secundarios en Arr [(2 * i) + 1] y Arr [(2 * i) + 2] , de manera similar, el nodo principal está ubicado en Arr [(i-1) / 2] índice. La mayoría de los lenguajes, como Java y C ++, contienen bibliotecas que proporcionan a los usuarios montones mínimos y máximos listos para usar.
¿Qué es una pila?
Las pilas son una de las primeras estructuras de datos que se enseñan a los estudiantes y no deben pasarse por alto. Una pila es una estructura de datos que se comporta como cualquier pila de la vida real (tarjetas, platos, etc.). Las pilas permiten operaciones solo en un extremo y, como resultado, tienen una característica LIFO (último en entrar, primero en salir). Por el contrario, las colas tienen una característica FIFO (primero en entrar, primero en salir) y permiten operaciones en ambos extremos.
Las operaciones de pila típicas consisten en push (insertar datos en la parte superior de la pila) y pop (eliminar el elemento de datos superior). Puede implementar pilas a través de punteros, matrices o incluso listas vinculadas, según sus requisitos. C ++, C # y Java contienen bibliotecas que ya han implementado una pila, por lo que puede usarlas cuando lo necesite.
Montones contra pilas
Si ha leído hasta aquí, tiene una idea bastante clara de las diferencias entre una pila y un montón. Las pilas son lineales y tienen una característica LIFO, mientras que los montones tienen una estructura de árbol y siguen la propiedad del montón. Ambos tienen diferentes aplicaciones que discutiremos en la siguiente sección.
En términos de un análisis de complejidad de tiempo asintótico, puede construir un montón binario en O (n) y extraer el valor mínimo o máximo en O (1). Las inserciones y eliminaciones se pueden lograr en tiempo O (log N). Por el contrario, la inserción y eliminación toman O (1) tiempo en una pila.
Aplicaciones Típicas
Por las razones discutidas anteriormente, los montones son muy eficientes cuando se usan como cola de prioridad. Los algoritmos de gráficos como el árbol de expansión mínimo de Prim y el camino más corto de Dijkstra suelen utilizar montones como cola de prioridad. Otra aplicación importante de los montones es ordenar una matriz de manera eficiente en solo O (N logN) tiempo; esta técnica de clasificación se conoce como "Clasificación en montón".
Las pilas también tienen una variedad de aplicaciones críticas, como la gestión de memoria y la evaluación de expresiones. Si se enfrenta a un problema de codificación de retroceso, podría ser una buena idea salvar el día usando una pila.
Priorizar estructuras de datos
Todo programador exitoso le dirá la importancia de dominar las estructuras de datos. Es una gran idea tratar de comprender y sentirse cómodo usando diferentes estructuras de datos cuando sea necesario, ya que es un concepto vital para todos los programadores.