Empilhar, desempilhar e espiar o topo

Três operações, sempre no topo

Uma das coisas que tornam a pilha agradável de usar é o quão poucas operações ela tem. Você não precisa decorar dezenas de comandos. São basicamente três. Empilhar recebe um valor e o coloca por cima de tudo, virando o novo topo. Desempilhar faz o inverso: tira o item que está no topo e te entrega esse valor, deixando à mostra o item que estava logo abaixo. Espiar o topo é a operação mais discreta, ela apenas te conta qual é o item de cima, sem mexer em nada. Todas as três trabalham no mesmo ponto, o topo, e é essa disciplina que preserva a ordem LIFO.

Repare na diferença sutil entre desempilhar e espiar, porque ela confunde muita gente. Desempilhar altera a pilha: depois dele, a pilha tem um item a menos. Espiar não altera nada: a pilha continua igual, você só deu uma olhada em quem estava por cima. Na prática, é a diferença entre tirar o prato de cima da pilha e apenas olhar qual é o prato de cima sem encostar nele. Saber quando você quer só consultar e quando quer de fato retirar evita bugs sutis, principalmente em algoritmos que precisam decidir com base no topo antes de removê-lo.

pilha <- []
empilhar(pilha, 5)      // pilha: [5]
empilhar(pilha, 8)      // pilha: [5, 8]
empilhar(pilha, 2)      // pilha: [5, 8, 2]
escreva(topo(pilha))    // espia e mostra 2, a pilha continua [5, 8, 2]
x <- desempilhar(pilha) // x recebe 2, pilha: [5, 8]
escreva(x)              // mostra 2
escreva(topo(pilha))    // agora o topo e 8

Empilhar cresce a pilha; espiar (topo) só consulta; desempilhar retira e devolve o item de cima.

Rastreando o conteúdo passo a passo

A melhor forma de dominar a pilha é fazer o teste de mesa: acompanhar, operação por operação, o que sobra dentro dela. Comece com a pilha vazia e anote o estado depois de cada comando. Cada empilhar acrescenta um item no topo; cada desempilhar remove o do topo. Como a ordem é sempre inversa, a sequência de saídas espelha, de trás para frente, a sequência de entradas que ainda estão na pilha. Fazer esse rastreio à mão em papel, ou de cabeça, é o que separa quem entende a estrutura de quem só decorou a definição.

pilha <- []
empilhar(pilha, 3)
empilhar(pilha, 7)
empilhar(pilha, 1)
desempilhar(pilha)
empilhar(pilha, 9)
escreva(topo(pilha))

O perigo de desempilhar do vazio

Existe um erro que todo mundo comete pelo menos uma vez: tentar desempilhar de uma pilha que já está vazia. Se não há nenhum item, não há topo para retirar, e o programa quebra ou devolve um valor sem sentido. É o equivalente a tentar pegar um prato de uma pilha inexistente. A defesa é simples e deve virar hábito: antes de desempilhar, cheque se a pilha tem pelo menos um item. Muitas linguagens oferecem uma operação para saber se a pilha está vazia, e usá-la antes de cada retirada evita a maioria dos acidentes com pilhas.