Algoritmos e estruturas de dados em C#: guia prático

Algoritmos e estruturas de dados em C#: da teoria à prática

Compreender algoritmos e estruturas de dados é a base do desenvolvimento profissional em C#. Independentemente de você estar escrevendo uma aplicação web de alta carga em ASP.NET Core ou uma aplicação desktop em WPF, a escolha da estrutura de dados correta e do algoritmo eficiente impacta diretamente o desempenho, a legibilidade e a escalabilidade do código. Neste artigo, vamos analisar as principais estruturas de dados e algoritmos com exemplos concretos de código C# que você poderá aplicar imediatamente em seus projetos.

1. Pilha (Stack) e Fila (Queue) em C#

Pilha (LIFO — Last In, First Out) e fila (FIFO — First In, First Out) são estruturas de dados básicas que estão integradas ao .NET e são amplamente utilizadas em tarefas reais: desde o processamento de chamadas de métodos até o gerenciamento de tarefas.

Pilha em C#

A pilha é frequentemente usada para implementar "desfazer" ações (undo) ou análise sintática. Em C#, a pilha é representada pela classe Stack<T>.

using System;using System.Collections.Generic;

public class StackExample{    public static void Main()    {        Stack<string> browserHistory = new Stack<string>();                // Adicionando elementos (Push)        browserHistory.Push("Página inicial");        browserHistory.Push("Notícias");        browserHistory.Push("Artigo sobre C#");                Console.WriteLine($"Última página: {browserHistory.Peek()}"); // Artigo sobre C#                // Removendo e retornando o elemento do topo (Pop)        string lastPage = browserHistory.Pop();        Console.WriteLine($"Voltando de: {lastPage}"); // Artigo sobre C#        Console.WriteLine($"Página atual: {browserHistory.Peek()}"); // Notícias    }}

Fila em C#

A fila é ideal para processar tarefas na ordem em que chegam (por exemplo, fila de impressão ou processamento de mensagens). Use a classe Queue<T>.

using System;using System.Collections.Generic;

public class QueueExample{    public static void Main()    {        Queue<string> printQueue = new Queue<string>();                // Adicionando ao final da fila (Enqueue)        printQueue.Enqueue("Documento1.pdf");        printQueue.Enqueue("Foto.png");        printQueue.Enqueue("Relatorio.docx");                Console.WriteLine($"Primeiro a ser impresso: {printQueue.Peek()}"); // Documento1.pdf                // Removendo do início da fila (Dequeue)        string firstJob = printQueue.Dequeue();        Console.WriteLine($"Imprimindo: {firstJob}"); // Documento1.pdf        Console.WriteLine($"Próximo: {printQueue.Peek()}"); // Foto.png    }}

Importante: No .NET também existe ConcurrentQueue<T> para cenários multithread e Stack<T> não suporta acesso por índice — apenas o topo.

2. Ordenação de array: Ordenação rápida (QuickSort)

Embora o C# tenha o método embutido Array.Sort(), entender algoritmos de ordenação é necessário para entrevistas e otimização. A Ordenação rápida é um dos algoritmos mais eficientes, com complexidade O(n log n) no caso médio.

using System;

public class QuickSortExample{    public static void QuickSort(int[] arr, int left, int right)    {        if (left < right)        {            int pivotIndex = Partition(arr, left, right);            QuickSort(arr, left, pivotIndex - 1);            QuickSort(arr, pivotIndex + 1, right);        }    }

    private static int Partition(int[] arr, int left, int right)    {        int pivot = arr[right]; // elemento pivô — o último        int i = left - 1;

        for (int j = left; j < right; j++)        {            if (arr[j] < pivot)            {                i++;